JP2011107050A - Device and method for monitoring pipe leakage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配管および弁を含む計測対象物を被覆した保温材の蒸気漏洩位置を、その保温材からの凝縮液滴と急激な温度の変化に基づいて同定する配管漏洩監視装置および方法に関する。 The present invention relates to a pipe leak monitoring apparatus and method for identifying a steam leak position of a heat insulating material covering a measurement object including a pipe and a valve based on condensed droplets from the heat insulating material and a sudden temperature change.
一般に、原子力および火力発電プラントの配管および弁から冷却材が漏洩した場合において、軽微な漏洩の場合には、プラント運転員が床の水溜りを発見して頭上の配管を追跡して漏洩場所を特定していることから、冷却材が漏洩してから床面に水溜りが形成するまでと、その発見までの時間経過、漏洩場所特定作業時間とにより、冷却材が漏洩してから発見するまでの経過時間が長く、その漏洩場所によっては床面などに水溜りが形成されない場合、冷却材の漏洩を検出することが不可能である。冷却材の漏洩場所および漏洩規模により、プラントの計画外停止および漏洩場所の復旧によるプラント再起動に多くの時間および費用が要求される原子力発電では、配管漏洩の早期検出への抜本的な改善が望まれている。 In general, when coolant leaks from piping and valves of nuclear power plants and thermal power plants, in the case of minor leakage, the plant operator discovers a puddle on the floor and tracks overhead piping to locate the leakage location. From the fact that the coolant leaks until the water pool is formed on the floor, the time elapsed until the discovery, the leak location specific work time, until the coolant leaks and is discovered If the elapsed time is long and a water pool is not formed on the floor surface or the like depending on the leakage location, it is impossible to detect the leakage of the coolant. In nuclear power generation, where a lot of time and expense is required for restarting the plant due to unplanned shutdown of the plant and recovery of the leak location due to the leak location and size of the coolant, drastic improvement to the early detection of pipe leak is possible. It is desired.
近年、発電設備やエネルギー伝送ラインなどの社会インフラストラクチャー(infrastructure、略称:インフラ)の経年劣化が大きな問題になっており、経年劣化損傷事故による経済的および社会的損失が大きく、特に1960年代から1970年代の高度成長期に建設されたプラントの主要配管の多くは、30年以上の腐食と疲労による劣化損傷が進んでいることが想定される。 In recent years, aging of social infrastructure such as power generation facilities and energy transmission lines (abbreviation: infrastructure) has become a major problem, and economic and social losses due to aging damage accidents are large, especially from the 1960s to 1970. It is assumed that many of the main pipes of plants constructed during the period of high growth in the 1990s have been deteriorated by corrosion and fatigue for more than 30 years.
このことから、主要配管は、定期点検ごとに超音波探傷法により減肉検査を実施する一方、弁やフランジは、定期的にグランパッキン交換などにより漏洩回避作業を実施している。これらの場合には、定期点検交換作業の現場点検工数が多く、今後の合理的な長期サイクル運転および経年プラントの稼働率の向上を目指して運転中に漏洩を監視することが不可欠になりつつある。 For this reason, the main piping is subjected to a thinning inspection by an ultrasonic flaw detection method at each periodic inspection, while the valves and flanges are periodically subjected to leakage avoidance work by exchanging gran packing. In these cases, there are many on-site inspection man-hours for periodic inspection and replacement work, and it is becoming indispensable to monitor leaks during operation with the aim of improving future long-term cycle operation and aging plant availability. .
従来の配管漏洩監視装置は、赤外線カメラによる配管保温材外面の温度監視手段や弁フランジ部の温度監視手段、FBG(Fiber Bragg Grating)や圧電セラミック素子による蒸気漏洩AE(Acoustic Emission)の検出手段がある。既に実施されている機器配管の保温材上から赤外線カメラにより温度変化を監視する方法は、漏洩以外の原因の温度変化が多く、確実で満足することのできる漏洩検出法ではない。 The conventional pipe leakage monitoring device has a temperature monitoring means for the outer surface of the pipe heat insulating material using an infrared camera, a temperature monitoring means for the valve flange, and a means for detecting a steam leak AE (Acoustic Emission) using FBG (Fiber Bragg Grating) or a piezoelectric ceramic element. is there. The method of monitoring the temperature change by the infrared camera from the heat insulating material of the equipment pipe already implemented is not a leak detection method that is reliable and satisfactory because there are many temperature changes other than the leak.
また、FBGや圧電セラミック素子などを用いた加速度センサによる配管漏洩振動や蒸気漏洩AEの検出手段は、漏洩現象により励起されるAEが40kHz程度の顕著なピークスペクトルの検出が可能であるが、現地での30〜40kHzのバックグラウンドノイズレベルにS/N比が大きく依存しており、実際には配管保温材によるAEの減衰と配管内振動の高調波の音圧とがAE信号レベルと同等になり必要なS/N比を得ることができない場合が多く、決定的な手法とはなっていない。こうした状況を踏まえて、弁を含む主要配管系の漏洩を直接検知して位置を同定する決定的な漏洩検出方法の実現が早急に求められている。 In addition, pipe leak vibration and steam leak AE detection means using acceleration sensors using FBG or piezoelectric ceramic elements can detect a remarkable peak spectrum with an AE excited by a leak phenomenon of about 40 kHz. The S / N ratio greatly depends on the background noise level of 30 to 40 kHz, and in reality, the AE attenuation by the pipe heat insulating material and the sound pressure of the harmonics of the vibration in the pipe are equivalent to the AE signal level. In many cases, the necessary S / N ratio cannot be obtained, which is not a definitive technique. In light of these circumstances, there is an urgent need to realize a definitive leak detection method that directly detects leaks in the main piping system including valves and identifies the position.
1990年以降にプラントの配管や弁シール部からの漏洩を光ファイバにより検出する技術は、特許文献1、2、3及び4に記載されている。特に、特許文献1に記載された技術では、光ファイバに超音波を伝播させて光ファイバが漏洩水により濡れることによる超音波の減衰をFBGにて定量的に検出する装置であるが、FBGによる監視の特徴で、光ファイバ内を連続的に監視することができない。
Techniques for detecting leaks from plant piping and valve seals after 1990 using optical fibers are described in
また、特許文献2に記載された技術は、漏洩AEによる高周波振動を光ファイバセンサを用いて検出する手法であり、既にFBGや干渉法による漏洩AE検出方法として産業界では一部実施されており、漏洩AE振動スペクトルのピークが40kHz程度に対して、現地プラントでのバックグラウンドノイズが干渉し、必要なS/N比を確保することができない場合が多い。
The technique described in
さらに、特許文献3に記載された技術は、特殊な液体で膨潤するクラッドを有する光ファイバがクラッド浸漬し、膨張によるコア圧縮屈曲で伝播光散乱を干渉法などにより定量的に検出する液体漏洩検出法であり、類似の技術は、1990年代に検査対象を変えて数件出願されている。
Furthermore, the technique described in
そして、特許文献4に記載された技術は、光ファイバを保温材上に螺旋状に巻きつけて液体漏洩によるひずみで光ファイバが変形し、その変形をFBGなどのファイバ散乱光を計測することにより漏洩位置の同定を行う漏洩検出装置である。
And the technique described in
しかしながら、上述したいずれの特許文献にしても、ダイオードレーザーが普及する2000年以前では、実用的なS/N比および漏洩位置同定精度を得ることができるパルス幅と、パルスピーク値を確保することができるようなコンパクトで安価な高性能のパルスレーザーを適用することが困難であったと想定される。 However, in any of the above-mentioned patent documents, before 2000, when a diode laser becomes widespread, a pulse width and a pulse peak value capable of obtaining a practical S / N ratio and leakage position identification accuracy should be secured. It is assumed that it was difficult to apply a compact and inexpensive high-performance pulse laser capable of
また、膨潤性樹脂をクラッドとする光ファイバのクラッド膨潤変形によってファイバ散乱光を検出する漏洩検出手段は、膨潤性樹脂と漏洩液との適応性や、それによる変形の大小にS/N比および漏洩検出データの信頼性が依存しており、発電プラントで必要とされる信頼性や確実性を確保することが困難であると想定される。 Further, the leak detection means for detecting the scattered light of the fiber by the clad swelling deformation of the optical fiber clad with the swellable resin has the S / N ratio and the adaptability between the swellable resin and the leaked liquid and the magnitude of the deformation caused thereby. The reliability of the leak detection data depends, and it is assumed that it is difficult to ensure the reliability and certainty required in the power plant.
このようなことから特許文献1,2,3および4に記載された漏洩検出装置は、配管漏洩の検出診断技術として十分な信頼性および有用性を有する検出装置ではなかった。その結果、弁を含む配管系の現地での確実な漏洩検出装置が必要である。
For this reason, the leak detection devices described in
ところで、確実な漏洩検出には、弁を含む配管系での冷却材の漏洩を保温材との間隙で凝縮した液滴を直接検知することにより、確実な漏洩検出と位置同定が必要であるが、配管系の全体を連続的に漏洩位置同定しながら液滴を検出する技術は現状ではなく、床面の水溜り発見以外の確実な漏洩検出が現状では困難である。 By the way, reliable leak detection requires reliable leak detection and position identification by directly detecting droplets condensed in the gap between the coolant and the heat retaining material in the piping system including the valve. However, the technology for detecting droplets while continuously identifying the entire leakage position of the entire piping system is not present, and it is currently difficult to reliably detect leaks other than finding a water pool on the floor.
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、運転中プラントの配管および弁を含む計測対象物の漏洩を確実かつ迅速に位置同定して監視することのできる配管漏洩監視装置および方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a pipe leakage monitoring device capable of reliably and promptly identifying and monitoring leakage of a measurement object including piping and valves of a plant during operation and It aims to provide a method.
上記目的を達成するために、本発明に係る配管漏洩監視装置は、配管および弁を含む計測対象物を被覆した保温材外面の近傍に連続して敷設された光ファイバと、前記光ファイバの端部に設けられ、前記光ファイバ内にパルス光を入射させるパルス光入射手段と、前記光ファイバ内に入射したパルス光の後方散乱光の強度を連続的に計測する後方散乱光強度計測手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a pipe leakage monitoring apparatus according to the present invention includes an optical fiber continuously laid in the vicinity of an outer surface of a heat insulating material covering a measurement object including pipes and valves, and an end of the optical fiber. A pulsed light incident unit that is provided in the optical fiber and makes the pulsed light enter the optical fiber; and a backscattered light intensity measuring unit that continuously measures the intensity of the backscattered light of the pulsed light incident in the optical fiber; It is characterized by having.
上記目的を達成するために、本発明に係る配管漏洩監視方法は、配管および弁を含む計測対象物を被覆した保温材外面の近傍に連続して敷設された光ファイバの端部からパルス光を入射させるパルス光入射ステップと、前記パルス光入射ステップの後に、前記光ファイバ内に入射したパルス光の後方散乱光の強度を連続的に計測する後方散乱光強度計測ステップと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the pipe leakage monitoring method according to the present invention is configured to emit pulsed light from the end of an optical fiber continuously laid in the vicinity of the outer surface of a heat insulating material covering a measurement object including pipes and valves. An incident pulse light incident step; and a back scattered light intensity measurement step for continuously measuring the intensity of the back scattered light of the pulse light incident in the optical fiber after the pulse light incident step. And
本発明によれば、光ファイバに沿った連続的な温度の変化および液滴を光ファイバ上の同位置に二重に確認することにより、漏洩検出の確実性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the reliability of leakage detection by double-confirming continuous temperature changes and droplets along the optical fiber at the same position on the optical fiber.
以下に、本発明に係る配管漏洩監視装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を原子力発電プラントの配管および弁を含む計測対象物に適用した例について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a pipe leakage monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, examples in which the present invention is applied to a measurement object including piping and valves of a nuclear power plant will be described.
(第1実施形態)
本実施形態の配管漏洩監視装置を図1および図2に基づいて説明する。図1は、本発明に係る配管漏洩監視装置の第1実施形態において保温材を被覆した配管の下方に光ファイバを敷設した状態を示す一部拡大構成図である。なお、図1では、主蒸気配管、給水配管および再循環配管を一括して計測対象物である配管1として説明する。また、図1では、配管に被覆した保温材の下方に光ファイバを敷設しているが、第1実施形態では、保温材外面の下部に光ファイバを密着して敷設している。
(First embodiment)
A pipe leakage monitoring apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a partially enlarged configuration diagram showing a state in which an optical fiber is laid below a pipe covered with a heat insulating material in the first embodiment of the pipe leakage monitoring apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the main steam pipe, the water supply pipe, and the recirculation pipe are collectively described as a pipe 1 that is a measurement object. Moreover, in FIG. 1, although the optical fiber is laid under the heat insulating material which coat | covered piping, in 1st Embodiment, the optical fiber is closely laid in the lower part of the heat insulating material outer surface.
図1に示すように、配管1の全周には、熱効率向上の目的で保温材2が被覆されている。保温材2外面の下部には、配管1の長さ方向に沿って連続して光ファイバ3が密着するように敷設されている。
As shown in FIG. 1, the entire circumference of the pipe 1 is covered with a
図2は、第1実施形態においてダイオードレーザーのパルス光のラマン散乱により温度分布と液滴付着による減衰で位置同定する光ファイバの基本構成と動作原理を示す説明図である。図2に示すように、光ファイバ3の端部には、パルス光入射手段としてのパルス光励起用のダイオードレーザー11が取り付けられ、このダイオードレーザー11から出射されたパルス光12と同光軸に光カプラ16が設置されている。この光カプラ16は、後方散乱光14の光軸を曲げて後方散乱光強度計測手段としてのフォトダイオード15に導き、後方散乱光強度を連続して計測監視する。ここで、ダイオードレーザー11は、光ファイバ3の端部から入射するパルスレーザー光のパルス幅が5nsec〜50μsecであり、波長が400〜1030nm,1200〜1600nmのものが用いられる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the basic configuration and operation principle of an optical fiber that is identified by temperature distribution and attenuation due to droplet adhesion by Raman scattering of pulsed light from a diode laser in the first embodiment. As shown in FIG. 2, a diode laser 11 for exciting pulsed light as a pulsed light incident means is attached to the end of the
光ファイバ3は、光信号を長さ方向に伝播するファイバコアと、その周囲を被覆したファイバクラッドにより構成されている。一般に、光ファイバの材質は、光学ガラス、石英ガラス、もしくは光学プラスチックで製造されており、伝播する光の減衰を低減するように界面で反射するファイバクラッドを塗布しており、ファイバコア中をこのファイバクラッド面での反射の繰り返しにより伝播する。したがって、ファイバコア中で発生したラマン散乱による後方散乱光14は、光ファイバ3中を伝播して光ファイバ3の温度分布情報を端部に伝えることが可能である。
The
なお、光ファイバ3の外径は、100〜数100μm、ファイバコア20の径は数μm〜数10μmであり、光ファイバ3全体としては柔軟な剛性を有している。
The
次に、本実施形態の配管漏洩監視装置の作用を説明する。 Next, the effect | action of the piping leak monitoring apparatus of this embodiment is demonstrated.
上記のように配管1には、熱効率向上の目的で保温材2が全周に被覆されている。ここで、図1に示すように配管1のき裂や弁パッキングから蒸気が漏れ、この蒸気が配管1と保温材2との間隙で凝縮した場合には、保温材2の内面を凝縮した液滴4が伝わり重力により保温材2外面の下部に液滴4が集まる。
As described above, the
この液滴4が保温材2外面の下部に密着するように敷設された光ファイバ3のファイバクラッドを濡らす。図2に示すように、光ファイバ3中を伝播するパルス光12は、後方散乱(ラマン散乱)を繰り返しながら徐々にパルス強度を減衰させながら光ファイバ3中を数十m伝播しており、光ファイバ3が液滴4により濡れた位置(散乱減衰部13)では、ファイバクラッドと液滴4との界面でパルス光の反射がなくなり、光パルス12がファイバクラッドの外面へ散乱することから強度が急激に減衰し、散乱減衰部13から先の後方散乱(ラマン散乱)光は減衰しなくなる。フォトダイオード15で後方散乱光の減衰を連続的に検出し、パルス光12が入射してから、強度が急激に減衰した後方散乱光14がフォトダイオード15に到達するまでの時間を求めることにより、光ファイバ3が液滴4に濡れて散乱した位置を1〜2mの精度で同定することが可能となる。
The fiber clad of the
図3は、フォトダイオードにて検出された後方散乱光のスペクトル(波長分布)の一例を示す波形図である。 FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a spectrum (wavelength distribution) of backscattered light detected by a photodiode.
図3に示すように、波長と後方散乱スペクトル強度の分布は、ダイオードレーザー11から光ファイバ3にパルス光12を入射させてから伝播距離に比例して徐々に減衰することから、レイリー散乱スペクトル17、ラマン散乱スペクトル(以下、ストークス光という。)18及びラマン散乱スペクトル(以下、アンチストークス光という。)19の強度比が変化する。ストークス光18が光ファイバ3の温度分布に殆ど影響されないのに対し、アンチストークス光19は光ファイバ3の温度に比例して大きく変化することから、両スペクトルのピーク値の比をとることにより、各ラマン散乱点での光ファイバ3の温度を求めることが可能となる。
As shown in FIG. 3, the distribution of the wavelength and the backscattering spectrum intensity gradually attenuates in proportion to the propagation distance after the
本実施形態では、光ファイバ3の端部からダイオードレーザー11により入射したパルス光は、ラマン散乱を繰り返し光ファイバ3に沿った連続的な温度分布を後方散乱光により計測する。その測定原理は、連続スペクトル分布のストークス光とアンチストークス光の減衰比から±1〜3℃の精度で求めることができる。
In the present embodiment, pulsed light incident from the end of the
したがって、光ファイバ3が打撃や急激な曲げなどの機械的な外部要因により部分損傷した場合には、その損傷部位からの後方散乱光が急激に減少することが想定され、その減衰位置を漏洩位置と誤診断する可能性があるものの、この部位でのストークス光18およびアンチストークス光19の強度比が変化しないことから、液滴4の漏洩とは判定せず、冗長性を有する正確な漏洩診断が可能となる。
Therefore, when the
このように本実施形態によれば、冷却材の漏洩ポテンシャルの高い弁を含む配管系において、保温材2を外すことなく保温材2外面の下部に敷設した光ファイバ3に沿った連続的な温度の変化および液滴4を、光ファイバ3の長手方向に沿って十分なS/N比で検出し、液滴4の位置を同定することができ、温度の変化および液滴4を光ファイバ3上の同位置に二重に確認することにより、漏洩検出の確実性を向上させることができる。
As described above, according to this embodiment, in a piping system including a valve having a high coolant leakage potential, a continuous temperature along the
その結果、原子力および火力プラントの配管1および弁の漏洩を初期の段階で検出することができるので、漏洩によるプラント停止を回避することができる。 As a result, the leakage of the piping 1 and the valve of the nuclear power plant and the thermal power plant can be detected at the initial stage, so that the plant stop due to the leakage can be avoided.
また、本実施形態では、上述したようにフォトダイオード15により温度変化を検出することが可能である。従来技術では、複数の熱電対を配管に直接設置して温度計測し、熱電対一対ごとに計測線を敷設する必要があったが、本実施形態では、一本の光ファイバ3にて連続して温度計測が可能となるため、装置を簡素化することができる。
In the present embodiment, the temperature change can be detected by the
さらに、本実施形態では、光ファイバ3の端部からダイオードレーザー11により入射するパルス光は、パルス幅が短いほど、位置同定精度は向上するものの、S/N比は、パルス幅およびパルスピーク値にほぼ比例する。これにより、必要とする位置検出精度と、必要とされるS/N比からパルス幅およびレーザー出力の仕様は決定され、パルス幅は、5nsec〜50μsecとなる。
Furthermore, in this embodiment, the pulse light incident from the end of the
以上のように、本実施形態によれば、弁を含む配管1の漏洩を、凝縮液滴による保温材2の表面濡れおよび表面温度変化を1本の光ファイバ3で連続的に保温材2を外すことなく敷設して検出監視する配管漏洩監視装置を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, leakage of the pipe 1 including the valve is caused by continuously wetting the surface of the
なお、本実施形態では、保温材外面の下部に、配管1の長さ方向に沿って連続して光ファイバ3を密着するように敷設したが、これに限定されることなく、配管1の長さ方向に沿って配管1の近傍に光ファイバ3を敷設するようにしてもよい。
In this embodiment, the
(第2実施形態)
図4は、本発明に係る配管漏洩監視装置の第2実施形態における光ファイバの内部構造を示す一部拡大斜視図である。なお、前記第1実施形態と同一の部分には、同一の符号を付して説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a partially enlarged perspective view showing the internal structure of the optical fiber in the second embodiment of the pipe leakage monitoring apparatus according to the present invention. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
図4に示すように、本実施形態の光ファイバ3は、光信号を長さ方向に伝播するファイバコア20と、その周囲を被覆したファイバクラッド21により構成され、その外周に長さ(軸)方向に沿って保護材としての鋼材22が螺旋状に巻回されている。
As shown in FIG. 4, the
ところで、光ファイバ3は、曲率半径100mm程度の曲げは、許容するものの、圧縮応力によりせん断損傷し易い。現場での敷設作業での許容値以上の曲げ、圧縮または打撃から保護する目的で、本実施形態では、光ファイバ3の外周に長さ(軸)方向に沿って鋼材22を螺旋状に巻回している。この光ファイバ3を保護することは、光ファイバ3に無理な曲げや負荷される機械的外力を防ぐと同時に、液滴4による光ファイバ3の濡れによるファイバクラッド21での光散乱を誘発する。
By the way, although the
すなわち、現地での配管1への光ファイバ3の敷設作業を想定した場合、設置方法が作業工数と光ファイバの養生も考慮して保温材2の上から設置するのが現実的で利便性に優れる。光ファイバ3の特性上、曲げや圧縮を嫌う特性があるので、保温材2内面でなく、配管1や機器に設置した保温材2の下部に敷設するのが作業性を考慮して最適である。
That is, when it is assumed that the
従来の熱電対などによる温度計測による漏洩検出手段は、保温材内面の配管との間隙に設置して漏洩蒸気による温度上昇を測定ポイントのみで検知しようとしたことから、現地での作業性および温度変化の信頼性に大きな問題があった。また、保温材内部に設置したセンサは、外面から確認することが不可能であることから点検作業上問題があったが、本実施形態による光ファイバ3は、鋼材22により曲荷重に対して保護されたシース構造から光ファイバ3の破損に至る極所的な曲げや圧縮が直接に負荷されない構造である上、配管1の保温材の外面下部に敷設することが可能となり、作業性を高めるとともに、光ファイバ3自体の確認も容易にしている。
Conventional leak detection means based on temperature measurement using a thermocouple, etc. are installed in the gap between the pipes on the inner surface of the heat insulating material and try to detect temperature rise due to leaked steam only at the measurement point. There was a big problem with the reliability of change. Further, the sensor installed inside the heat insulating material has a problem in inspection work because it cannot be confirmed from the outer surface, but the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
本実施形態では、図示しないが図4に示すファイバクラッド21が全長にわたり、もしくは一定ピッチで他より数μm程度の薄くしたクラッド剥離部を形成している。 In the present embodiment, although not shown, the fiber clad 21 shown in FIG. 4 forms a clad peeling portion that is thinner than the others at a constant pitch or at a constant pitch.
このように本実施形態によれば、ファイバクラッド21の軸方向の少なくとも一部を他の部分より薄膜化したことより、液滴4の付着によるパルス光散乱を大きくして液滴4の濡れに対する感度を向上させることができる。
As described above, according to this embodiment, at least a part of the fiber clad 21 in the axial direction is made thinner than the other parts, so that the pulsed light scattering due to the adhesion of the
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、パルス光入射手段としてダイオードレーザー11を用いた例について説明したが、これに限らず例えばパルスレーザー光源(発振器)であってもよい。このパルスレーザー光源を用いた場合には、散乱光がより強力になり、従来のラマン散乱からブリルアン散乱に改良することにより、漏洩位置および温度変化位置の空間分解能を向上させることができる。 The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiments. For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the diode laser 11 is used as the pulsed light incident unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and a pulsed laser light source (oscillator) may be used. When this pulse laser light source is used, the scattered light becomes stronger, and the spatial resolution of the leakage position and the temperature change position can be improved by improving the conventional Raman scattering to Brillouin scattering.
また、上記各実施形態では、後方散乱光強度計測手段としてフォトダイオード15を用いた例について説明したが、これを限らず光計測素子であればよい。
In each of the above embodiments, the example in which the
1…配管
2…保温材
3…光ファイバ
4…液滴
11…ダイオードレーザー(パルス光入射手段)
12…パルス光
13…散乱減衰部
14…後方散乱光
15…フォトダイオード(後方散乱光強度計測手段)
16…光カプラ
17…レイリー散乱スペクトル
18…ラマン散乱スペクトル(ストークス光)
19…ラマン散乱スペクトル(アンチストークス光)
20…ファイバコア
21…ファイバクラッド
22…鋼材(保護材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
12 ...
16 ...
19 ... Raman scattering spectrum (anti-Stokes light)
20 ...
Claims (6)
前記光ファイバの端部に設けられ、前記光ファイバ内にパルス光を入射させるパルス光入射手段と、
前記光ファイバ内に入射したパルス光の後方散乱光の強度を連続的に計測する後方散乱光強度計測手段と、
を有することを特徴とする配管漏洩監視装置。 An optical fiber continuously laid in the vicinity of the outer surface of the heat insulating material covering the measurement object including piping and valves;
A pulsed light incident means that is provided at an end of the optical fiber and that makes pulsed light enter the optical fiber;
Backscattered light intensity measuring means for continuously measuring the intensity of the backscattered light of the pulsed light incident on the optical fiber;
A pipe leakage monitoring device characterized by comprising:
を特徴とする請求項1に記載の配管漏洩監視装置。 The backscattered light intensity measuring means takes a ratio of peak values of Stokes light and anti-Stokes light,
The pipe leakage monitoring device according to claim 1.
前記ファイバクラッドの軸方向の少なくとも一部を他の部分より薄膜化したこと、
を特徴とする請求項1に記載の配管漏洩監視装置。 The optical fiber has a fiber core that propagates the pulsed light in the axial direction, and a fiber cladding that covers the periphery of the fiber core,
Making at least a part of the axial direction of the fiber cladding thinner than other parts;
The pipe leakage monitoring device according to claim 1.
を特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の配管漏洩監視装置。 A spirally wound protective material along the axial direction on the outer periphery of the optical fiber,
The piping leakage monitoring device according to any one of claims 1 to 3, wherein
を特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の配管漏洩監視装置。 The backscattered light intensity measuring means propagates the pulsed light incident in the optical fiber while repeating backscattering, and identifies the leak position by attenuation of the backscattered light intensity,
The pipe leakage monitoring device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記パルス光入射ステップの後に、前記光ファイバ内に入射したパルス光の後方散乱光の強度を連続的に計測する後方散乱光強度計測ステップと、
を有することを特徴とする配管漏洩監視方法。 A pulsed light incident step in which pulsed light is incident from the end of the optical fiber continuously laid below the outer surface of the heat insulating material covering the measurement object including the pipe and the valve;
After the pulsed light incident step, a backscattered light intensity measuring step for continuously measuring the intensity of the backscattered light of the pulsed light incident in the optical fiber;
A pipe leakage monitoring method characterized by comprising:
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110838377A (en) * | 2019-10-28 | 2020-02-25 | 中广核核电运营有限公司 | Pressure container monitoring system and monitoring method thereof |
CN114005558A (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-01 | 上海交通大学 | FBG real-time leakage monitoring method and system for main steam pipeline of nuclear power station |
CN115164116A (en) * | 2022-08-25 | 2022-10-11 | 江丰管道集团有限公司 | Distributed optical fiber heating power pipeline leakage monitoring experiment system and implementation method |
CN115199859A (en) * | 2022-07-14 | 2022-10-18 | 重庆大学 | Rapid diagnosis method for leakage of long-distance underground pipeline |
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2009
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110838377A (en) * | 2019-10-28 | 2020-02-25 | 中广核核电运营有限公司 | Pressure container monitoring system and monitoring method thereof |
CN114005558A (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-01 | 上海交通大学 | FBG real-time leakage monitoring method and system for main steam pipeline of nuclear power station |
CN114005558B (en) * | 2020-07-27 | 2023-06-30 | 上海交通大学 | FBG real-time leakage monitoring method and system for main steam pipeline of nuclear power station |
CN115199859A (en) * | 2022-07-14 | 2022-10-18 | 重庆大学 | Rapid diagnosis method for leakage of long-distance underground pipeline |
CN115199859B (en) * | 2022-07-14 | 2024-02-06 | 重庆大学 | Rapid diagnosis method for leakage of long-distance underground pipeline |
CN115164116A (en) * | 2022-08-25 | 2022-10-11 | 江丰管道集团有限公司 | Distributed optical fiber heating power pipeline leakage monitoring experiment system and implementation method |
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