JP2013210347A - 漏洩検知方法、漏水検知方法、漏洩検知装置および漏水検知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 2つの音響センサが、相互に一定の距離を置き、かつ、配管場所から一定の距離を置いて配置され、前記2つの音響センサを一組とし、前記一組の音響センサを構成する音響センサを時刻同期させ、前記音響センサが音響データを取得する音響データ取得工程と、前記各音響センサの受信した音の到来時間差を求める時間差算出工程と、前記到来時間差から、前記音の音源と前記各音響センサとの距離の差を算出する距離差算出工程と、前記各音響センサからの距離の差が一定である点の集合である、前記各音響センサの位置を焦点とする双曲線を求める双曲線取得工程と、前記配管と前記双曲線との交点から漏洩位置を特定する位置特定工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
2つの音響センサが、相互に一定の距離を置き、かつ、配管場所から一定の距離を置いて配置され、前記2つの音響センサを一組とし、
前記一組の音響センサを構成する音響センサを時刻同期させ、前記音響センサが音響データを取得する音響データ取得工程と、
前記各音響センサの受信した音の到来時間差を求める時間差算出工程と、
前記到来時間差から、前記音の音源と前記各音響センサとの距離の差を算出する距離差算出工程と、
前記各音響センサからの距離の差が一定である点の集合である、前記各音響センサの位置を焦点とする双曲線を求める双曲線取得工程と、
前記配管と前記双曲線との交点から漏洩位置を特定する位置特定工程とを含むことを特徴とする、内部に流体が流れている配管の漏洩検知方法である。
音響データ取得手段と、時間差算出手段と、距離差算出手段と、双曲線取得手段と、位置特定手段とを含み、
前記音響データ取得手段は、音響データを取得可能で時刻同期可能な2つの音響センサが、相互に一定の距離を置き、かつ、配管場所から一定の距離を置いて配置され、前記2つの音響センサを一組としたものであり、
前記時間差算出手段は、前記各音響センサの受信した音の到来時間差を求める手段であり、
前記距離差算出手段は、前記到来時間差から、前記音の音源と前記各音響センサとの距離の差を算出する手段であり、
前記双曲線取得手段は、前記各音響センサからの距離の差が一定である点の集合である、前記各音響センサの位置を焦点とする双曲線を求める手段であり、
前記位置特定手段は、前記配管と前記双曲線との交点から漏洩位置を特定する手段であることを特徴とする、内部に流体が流れている配管の漏洩検知装置である。
図1は、本発明の第1の実施形態の漏洩検知方法を説明する概念図である。図1に示すように、本発明においては、2つの音響センサ1、2が、相互に一定の距離を置き、かつ、配管5の場所から一定の距離を置いて配置されている。配管5の内部には、流体が流れている。そして、前記2つの音響センサを一組として用い、以下に述べるように、配管5における漏洩の検知を行う。本実施形態においては、配管5は地中に埋設された導水管であり、前記流体は水である場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。
図2は、本発明の第2の実施形態の漏洩検知方法を説明する概念図である。本実施形態においては、一組の音響センサを複数組用いている。図2には、3組の音響センサ(図2において、1組の音響センサを、「受波機ペア」と表示する)を用いた例を示している。各組について、第1の実施形態と同様に、双曲線を取得することができるので、得られた複数の双曲線と管路との交点を求めることで、漏水位置を特定することができる。複数組の音響センサのペアで漏水音を受信し、それらの間での相互相関処理を行うことができれば、各ペアで求めた複数の双曲線と、管路との交点の多重解を求める過程で適切な加重平均処理などを行うことにより、漏水位置の局限精度を向上することも可能となる。
図5は、本発明の第3の実施形態の漏洩検知方法を説明する概念図である。図5に示すように、本発明においては、3つの音響センサ1、2、3を一組とし、各音響センサは、相互に一定の距離を置き、かつ、配管5の場所から一定の距離を置いて配置されている。この場合、漏水音の到来時間差を求める相互相関処理は、音響センサ1と2との組み合わせ、音響センサ1と3との組み合わせ、音響センサ2と3との組み合わせの計3通りの組み合わせを選択することができる。そうすると、図5に示すように、音響センサ1と2とを焦点とする双曲線6、音響センサ1と3とを焦点とする双曲線7および音響センサ2と3とを焦点とする双曲線8の、3本の双曲線を描くことができる。この3本の双曲線が成す3つの交点が収束する箇所を求めれば、複数組の音響線センサを用いずとも、漏水箇所の位置を局限することが可能となり、また、誤検知も防ぐことができる。ここでは、3つの音響センサを一組としたが、3つ以上の音響センサを一組として用いてもよい。
第4の実施形態は、本発明の漏水検知方法および漏水検知装置を用いた漏水検知システムの一例である。図6は、本実施形態の漏水検知システムの概念図である。図7は、前記システムの構成例を示している。図6に示すように、前記システムは、路上に設置され、漏水音の収集を行う音響センサ10、車両等に搭載され、各所に設置された音響センサ10を巡回し、音響データの収集を行う移動データ収集部20、漏水音の検出や、位置局限処理を行う処理センタ部30から構成される。音響センサ10は、位置局限に用いる相関処理を行うペアの単位で、例えば数百メートル程度の間隔で、導水管路に沿って網状に配置されるため、漏水箇所を幅広く、面状に検知することが可能となる。
次に、本発明の第5の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。前記第4の実施形態では、ペアとなる2つの音響センサ10の間で、音響データを取得する直前に時刻同期を取り、相互相関処理による、漏水音の到来時間差の正確な測定を実施していた。そこで、このようなペアを面的に配置することにより、複数のペアでの処理結果から、地中の音速が不定の状況でも漏水位置の局限を可能とすることが特徴であった。
5 配管(導水管)
6、7、8 双曲線
X 漏水位置
11 受波素子部
12 信号前処理部
13 信号一時記憶部
14 地上側無線通信部
15 時刻同期部
20 移動データ収集部
21 ナビゲーション部
22 車上側無線通信部
23 信号収集部
30 処理センタ部
31 信号後処理部
32 信号蓄積部
33 漏水検知処理部
34 センサ位置DB部
35 位置局限処理部
36 漏水箇所表示部
Claims (22)
- 2つの音響センサが、相互に一定の距離を置き、かつ、配管場所から一定の距離を置いて配置され、前記2つの音響センサを一組とし、
前記一組の音響センサを構成する音響センサを時刻同期させ、前記音響センサが音響データを取得する音響データ取得工程と、
前記各音響センサの受信した音の到来時間差を求める時間差算出工程と、
前記到来時間差から、前記音の音源と前記各音響センサとの距離の差を算出する距離差算出工程と、
前記各音響センサからの距離の差が一定である点の集合である、前記各音響センサの位置を焦点とする双曲線を求める双曲線取得工程と、
前記配管と前記双曲線との交点から漏洩位置を特定する位置特定工程とを含むことを特徴とする、内部に流体が流れている配管の漏洩検知方法。 - 前記一組の音響センサを複数組用い、
前記双曲線取得工程において、前記双曲線を、各組毎に求め、
前記位置特定工程において、前記各組毎に求めた双曲線の交点を加重平均することにより、
音源位置を特定する、請求項1記載の漏洩検知方法。 - 前記一組の音響センサを複数組用い、
前記双曲線取得工程において、前記双曲線を、各組毎に求め、
前記位置特定工程において、前記各組毎に求めた双曲線の交点のうち、前記配管上にある交点の位置を漏洩位置であると判断する、請求項1または2記載の漏洩検知方法。 - 前記一組の音響センサを構成する音響センサ間において、相対時刻同期を行い、
前記複数組の音響センサの組間において、絶対時刻同期を行う、請求項2または3記載の漏洩検知方法。 - 前記2つの音響センサに代えて、少なくとも3つの音響センサを用い、前記少なくとも3つの音響センサを一組とし、
前記双曲線取得工程において、前記少なくとも3つの音響センサのうち、2つずつを組み合わせて焦点とした、少なくとも3種類の双曲線を求める、
請求項1から4のいずれか一項に記載の漏洩検知方法。 - 前記一組の音響センサを、少なくとも3組用い、
前記位置特定工程において、前記音が伝搬する媒質での音速を可変パラメータとして用いて、前記交点を求める、
請求項1から5のいずれか一項に記載の漏洩検知方法。 - 前記時間差算出工程に先立ち、
前記各音響センサの受信した音響データのパワースペクトルを導出し、漏洩の検出されなかった過去の音響データのパワースペクトルと比較し、漏洩の有無を判定する判定工程を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の漏洩検知方法。 - 前記双曲線の交点が複数存在する場合、
前記位置特定工程において、前記各音響センサの受信した音響データのパワースペクトル上での漏洩音の強度比データを用い、漏洩位置を特定する、請求項7記載の漏洩検知方法。 - 前記音響データ取得工程において、前記各音響センサが受信した音響データを、複数のサンプリング速度と収録時間との組み合わせ毎に収集する、請求項1から8のいずれか一項に記載の漏洩検知方法。
- 前記時間差算出工程に先立ち、
他の音響分析方法を用いて漏洩の有無を判定する判定工程を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の漏洩検知方法。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の漏洩検知方法を用い、導水管からの漏水を検知することを特徴とする、漏水検知方法。
- 音響データ取得手段と、時間差算出手段と、距離差算出手段と、双曲線取得手段と、位置特定手段とを含み、
前記音響データ取得手段は、音響データを取得可能で時刻同期可能な2つの音響センサが、相互に一定の距離を置き、かつ、配管場所から一定の距離を置いて配置され、前記2つの音響センサを一組としたものであり、
前記時間差算出手段は、前記各音響センサの受信した音の到来時間差を求める手段であり、
前記距離差算出手段は、前記到来時間差から、前記音の音源と前記各音響センサとの距離の差を算出する手段であり、
前記双曲線取得手段は、前記各音響センサからの距離の差が一定である点の集合である、前記各音響センサの位置を焦点とする双曲線を求める手段であり、
前記位置特定手段は、前記配管と前記双曲線との交点から漏洩位置を特定する手段であることを特徴とする、内部に流体が流れている配管の漏洩検知装置。 - 前記一組の音響センサを複数組用い、
前記双曲線取得手段が、前記双曲線を、各組毎に求め、
前記位置特定手段が、前記各組毎に求めた双曲線の交点を加重平均することにより、
音源位置を特定する、請求項12記載の漏洩検知装置。 - 前記一組の音響センサを複数組用い、
前記双曲線取得手段が、前記双曲線を、各組毎に求め、
前記位置特定手段が、前記各組毎に求めた双曲線の交点のうち、前記配管上にある交点の位置を漏洩位置であると判断する、請求項12または13記載の漏洩検知装置。 - 前記一組の音響センサを構成する音響センサ間において、相対時刻同期を行い、
前記複数組の音響センサの組間において、絶対時刻同期を行う、請求項13または14記載の漏洩検知装置。 - 前記2つの音響センサに代えて、少なくとも3つの音響センサを用い、前記少なくとも3つの音響センサを一組とし、
前記双曲線取得手段が、前記少なくとも3つの音響センサのうち、2つずつを組み合わせて焦点とした、少なくとも3種類の双曲線を求める、
請求項12から15のいずれか一項に記載の漏洩検知装置。 - 前記一組の音響センサを、少なくとも3組用い、
前記位置特定手段が、前記音が伝搬する媒質での音速を可変パラメータとして用いて、前記交点を求める、
請求項12から16のいずれか一項に記載の漏洩検知装置。 - さらに、前記各音響センサの受信した音響データのパワースペクトルを導出し、漏洩の検出されなかった過去の音響データのパワースペクトルと比較し、漏洩の有無を判定する判定手段を含む、請求項12から17のいずれか一項に記載の漏洩検知装置。
- 前記双曲線の交点が複数存在する場合、
前記位置特定手段が、前記各音響センサの受信した音響データのパワースペクトル上での漏洩音の強度比データを用い、漏洩位置を特定する、請求項18記載の漏洩検知装置。 - 前記音響データ取得手段が、前記各音響センサが受信した音響データを、複数のサンプリング速度と収録時間との組み合わせ毎に収集する、請求項12から19のいずれか一項に記載の漏洩検知装置。
- さらに、他の音響分析手段を用いて漏洩の有無を判定する判定手段を含む、請求項12から20のいずれか一項に記載の漏洩検知装置。
- 請求項12から21のいずれか一項に記載の漏洩検知装置を含み、導水管からの漏水を検知することを特徴とする、漏水検知装置。
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