JP2016095232A - 振動検知装置、振動検知方法および異常音の検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、効率よく検出することができる振動検知装置、振動検知方法および異常音の検知装置を提供することである。
【解決手段】本発明にかかる振動検知装置２００は、軸芯部３１０およびハンドル部３２０を有するバルブ３００からの振動を検知する。振動を検知するための測定面を有する振動センサ２１０と、振動センサ２１０の測定面に接触して支持される振動センサ治具２２０と、を含む。振動センサ治具２２０は、平板部２２１にさらに振動センサ２１０の載置面と逆側の面に突出部２２２を有し、突出部２２２は、バルブ３００の軸芯部３１０に接触可能に構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動検知装置、振動検知方法および異常音の検知装置に関する。

従来、振動検知装置をバルブに設置し、管路の振動を計測することで漏洩等を検知することが行われている。このような場合、バルブの振動を効率よく振動検知装置に伝える必要がある。その方法として、例えば振動検知装置の下部にマグネットを設け、鉄等の磁性体で作られたバルブに密着させることが行われている。

例えば、特許文献１（特開２００５−２１４６６６号公報）には、弁における液体ナトリウムのリークを高い精度で検出するリーク検出装置及び方法について開示されている。

特許文献１（特開２００５−２１４６６６号公報）記載のリーク検出装置及び方法においては、液体ナトリウムの流れを制御する弁における液体ナトリウムのリークを検出するリーク検出装置であって、液体ナトリウムがリークしたときに発生するアコースティックエミッションを、液体ナトリウムの流路を開閉するための弁棒を介して検知することにより、液体ナトリウムのリークを検出するものである。

また、特許文献２（特開２００６−８４４４３号公報）には、弁における流体の漏洩を的確に検出する漏洩検出装置及び方法について開示されている。

特許文献２（特開２００６−８４４４３号公報）記載の漏洩検出装置においては、配管に設けられた弁における流体の漏洩を検出する漏洩検出装置であって、弁の内部で発生したアコースティックエミッションを取得する取得手段と、取得手段により取得されたアコースティックエミッションを解析して流体の漏洩を検出する解析手段と、アコースティックエミッションの伝播経路の温度を制御する温度制御手段と、を備えるものである。

特開２００５−２１４６６６号公報 特開２００６−８４４４３号公報

特許文献１の技術においては、固定に手間がかかるという問題がある。また、特許文献２の技術においては、振動を検出できると記載されている。
しかしながら、小型バルブの場合、振動検知装置を安定して設置できる平面がない。その結果、ハンドルの回転軸から離れた周縁部に振動検知装置を置いた場合、ハンドル内で軸方向の振動が減衰し、振動の伝達効率が悪くなるという問題がある。
さらに、バルブが、樹脂または真鍮の素材からなる場合、磁力等を利用して振動検知装置を取り付けることができない。

本発明の目的は、効率よく検出することができる振動検知装置、振動検知方法および異常音の検知装置を提供することである。

（１）
一局面に従う振動検知装置は、軸芯部および周辺部を有するバルブからの振動を検知する振動検知装置において、振動を検知するための測定面を有する振動検知部と、振動検知部の測定面に接触して支持される板状部と、を含み、板状部は、平板部にさらに振動検知部の載置面と逆側の面に突起部を有し、突起部は、バルブの軸芯部に接触可能に構成される。

この場合、バルブの振動が、平板部に伝達される。そして、平板部の振動を振動検知部により検知することができる。
また、平板部は、バルブの周辺部に接触されるとともに、軸芯部の端部から所定の距離を有して設置されるので、複数の軸方向の振動を振動検知部により検知することができる。また、突起部がバルブの軸芯部に接触するので、突起部により振動検知部に振動を伝達させることができる。

（２）
第２の発明に係る振動検知装置は、一局面に従う振動検知装置において、平板部は、振動検知部の測定面よりも広い面積を有してもよい。

この場合、平板部は、振動検知部の測定面よりも広い面積を有するので、振動検知部の測定面に確実に振動を伝達することができる。

（３）
第３の発明に係る振動検知装置は、一局面または第２の発明に係る振動検知装置において、平板部は、バルブの周辺部の最上部に載置できるように、構成されてもよい。

この場合、平板部は、バルブの周辺部の最上部に載置可能に構成されているので、振動を容易に振動検知部に伝達させることができる。

（４）
第４の発明に係る振動検知装置は、一局面から第３の発明に係る振動検知装置において、板状部は、バルブの周辺部の最外部に載置できるように構成されてもよい。

この場合、板状部は、バルブの周辺部の最外部に載置できるように構成されているので、振動を容易に振動検知部に伝達させることができる。

（５）
第５の発明に係る振動検知装置は、一局面から第４の発明に係る振動検知装置において、突起部は、棒状部材または円錐形状部材からなってもよい。

この場合、突起部は、棒状部材または円錐形状部材からなるので、棒状部材の端部または円錐形状部材の頂部をバルブの軸芯部に接触させることができるので、確実に振動を伝達させることができる。

（６）
第６の発明に係る振動検知装置は、一局面から第５の発明に係る振動検知装置において、平板部は、弾性力を有する金属板より構成されてもよい。

この場合、平板部は、弾性力を有する金属板より構成されるので、自己減衰を低減し、振動検知部により過度に撓むことを防止することができる。

（７）
他の局面に従う振動検知方法は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動検知装置を用いたものである。

この場合、振動検知装置を用いて振動検知を行うことができる。

（８）
さらに他の発明に係る異常音の検知装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の振動検知装置と、振動検知装置からの振動を解析する解析機器と、を含むものである。

この場合、振動検知装置からの振動を確実に検知するとともに、解析機器により振動を解析し、異常音の検知を確実に行うことができる。

異常音発生位置の特定方法の状況を説明するための模式図である。 振動検知装置を含む異常音の検知装置の一例を示す模式図である。 図２の振動検知装置をバルブに載置する状態の一例を示す模式図である。 振動検出の一例を説明するための説明図である。 振動検出の一例を説明するための説明図である。 振動検出の一例を説明するための説明図である。 振動検知装置の振動センサ治具の一例を示す模式図である。 振動検知装置をバルブに載置した状態の一例を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜異常音発生位置の特定方法の状況説明＞
図１は、異常音発生位置の特定方法の状況を説明するための模式図である。

図１に示すように、地中に管網１１０が設けられている。管網１１０には、一定間隔で、縦孔（マンホール）１２０が設けられている。縦孔（マンホール）１２０には、バルブ３００が設けられている。
本実施の形態においては、ポイントＡおよびポイントＢの間隔で縦孔１２０が設けられている。この場合、図１のポイントＡおよびポイントＢの縦孔１２０のバルブ３００に、それぞれ振動検知装置２００を設ける。
図１に示すように、漏水などが生じている場合には、漏水の振動が管網１１０からバルブ３００へと伝わる。

＜異常音の検知装置の説明＞
図２は、振動検知装置２００を含む異常音の検知装置１００の一例を示す模式図である。

図２に示すように、本実施の形態にかかる異常音の検知装置１００は、演算装置４００および振動検知装置２００を含む。振動検知装置２００は、主に振動センサ２１０および振動センサ治具２２０からなる。本実施の形態においては、振動センサ２１０は、一軸検出である。

図２に示すように、演算装置４００は、振動検知装置２００からの信号を受信し、異常音の発生位置を算出する。

＜振動検知装置の説明＞
図３は図２の振動検知装置２００をバルブ３００に載置する状態の一例を示す模式図である。

図３に示すように、バルブ３００は、軸芯部３１０およびハンドル部３２０を有する。
また、振動センサ治具２２０は、平板部２２１および突出部２２２からなる。 図３に示すように、平板部２２１は、バルブ３００のハンドル部３２０を上面視した最外径Ｌ３よりも大きな外径Ｌ２を有する。
また、平板部２２１の中央でかつ、平板部２２１の垂直方向に突出部２２２が設けられる。本実施の形態においては、突出部２２２は、棒状部材からなる。

図３に示すように、振動センサ２１０が振動センサ治具２２０の上に取り付けられる。
そして、バルブ３００のハンドル部３２０の上に平板部２２１が載置される。
この場合、振動センサ治具２２０の平板部２２１から突出した突出部２２２がバルブ３００の軸芯部３１０に接触する。

本実施の形態に係る振動センサ治具２２０は、バネ鋼からなる。バネ鋼の厚みｔは、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲である。
なお、本実施の形態においては、バネ鋼からなることとしたが、これに限定されず、振動の自己減衰が少なく、軸芯部３１０の方向に弾性変形しやすく、柔軟に変形し、振動センサ２１０の重みで過度に撓まない部材であれば、他の任意の部材であってもよい。

（振動検出説明図）
次に図４、図５および図６は、振動検出の一例を説明するための説明図である。
図４および図５は、水平方向の振動検出の一例を示し、図６は鉛直方向の振動検出の一例を示す。

まず、図４および図５に示すように、ハンドル部３２０において振動センサ治具２２０の平板部２２１は、ハンドル部３２０の水平方向の振動ＨＶを平板部２２１の中央部の上下方向の撓みの振動ＶＶに変化させる。
その結果、ハンドル部３２０の水平方向の振動ＨＶを軸芯部３１０の方向（本実施の形態では、鉛直方向）に変換させて振動センサ２１０により検知することができる。

次に、図６に示すように、軸芯部３１０の鉛直方向の振動Ｖ１は、突出部２２２および平板部２２１を介して振動ＶＶとして振動センサ２１０により検知することができる。

以上のように、一般的なバルブ３００は、ハンドル部３２０に対して軸芯部３１０が窪んだ形状をしている。そのため、特に小径のバルブ３００においては、ハンドル部３２０が邪魔をして面積の大きな振動センサ２１０と、軸芯部３１０を直接接触させることが困難である。
その一方、本実施の形態に係る異常音の検知装置１００および振動検知装置２００においては、振動検知装置２００の振動センサ治具２２０により突出部２２２が軸芯部３１０と接触することができる。

図１に示すポイントＡおよびポイントＢのそれぞれの振動センサ２１０により検知された振動が、演算装置４００に与えられ、演算装置４００により演算処理が行われる。
演算装置４００においては、計測された信号に基づいて、周波数フィルタ処理、相互相関関数演算処理等を行い、振動センサ２１０により検知された振動の位置を演算する。その結果、図１に示した漏洩場所、すなわち、異常音を発生する（漏水位置）を特定することができる。

（第２の実施の形態）
次いで、第２の実施の形態について説明を行う。第２の実施の形態における異常音の検知装置１００ａ（図示せず）および振動検知装置２００ａが、第１の実施の形態に係る異常音の検知装置１００および振動検知装置２００と異なるのは、振動センサ治具２２０ａである。

図７は、振動検知装置２００ａの振動センサ治具２２０ａの一例を示す模式図であり、図８は、振動検知装置２００ａをバルブ３００に載置した状態の一例を示す模式図である。

図７に示すように、振動センサ治具２２０ａは、平板部２２１および突出部２２２ａからなる。第２の実施の形態に係る突出部２２２ａは、逆円錐状からなる。
そして、図８に示すように、振動センサ２１０が振動センサ治具２２０ａの上に取り付けられる。
そして、バルブ３００のハンドル部３２０の上に平板部２２１が載置される。
この場合、振動センサ治具２２０ａの平板部２２１から突出した突出部２２２ａの逆円錐の頂部がバルブ３００の軸芯部３１０に接触する。

＜実施例＞
（実施例１）
第１の実施の形態における振動検知装置２００を形成した。
振動センサ治具２２０と、振動センサ２１０とは予めねじ止めを行った。
振動センサ治具２２０とバルブ３００とは、固定させず載置させるだけとした。また、振動センサ治具２２０は、厚み０．６ｍｍのバネ鋼を用いた。
（実施例２）
第２の実施の形態における振動検知装置２００ａを形成した。
振動センサ治具２２０ａと、振動センサ２１０とは予めねじ止めを行った。振動センサ治具２２０ａとバルブ３００とは、固定させず載置させるだけとした。また、振動センサ治具２２０ａは、厚み０．６ｍｍのバネ鋼を用いた。
（比較例１）
振動センサ２１０をバルブ３００の上に載置した。

実施例１および実施例２においては、小型のバルブ３００のハンドル部３２０であっても振動検知装置２００，２００ａを容易に安定して載置させることができ、振動を確実に検知することができた。
一方、比較例においては、振動センサ２１０を安定して載置させることができなかった。

以上のように、本発明に係る異常音の検知装置１００，１００ａ、振動検知装置２００，２００ａにおいては、バルブ３００の振動が、平板部２２１に伝達される。そして、平板部２２１の振動を振動センサ２１０により検知することができる。
また、平板部２２１は、バルブ３００のハンドル部３２０に接触されるとともに、突出部２２２，２２２ａが軸芯部３１０に接触されるので、水平方向または鉛直方向のいずれもの振動を振動センサ２１０により検知することができる。

また、平板部２２１は、振動センサ２１０の測定面よりも広い面積を有し、バルブ３００のハンドル部３２０の最上部に載置可能に構成されているので、振動センサ２１０の測定面に確実に振動を伝達することができる。

さらに、平板部２２１は、バルブ３００のハンドル部３２０の最外部に載置できるように構成されているので、振動を容易に振動センサ２１０に伝達させることができる。

また、突出部２２２，２２２ａは、棒状部材または円錐形状部材からなるので、棒状部材の端部または円錐形状部材の頂部をバルブ３００の軸芯部３１０に接触させることができるので、確実に振動を伝達させることができる。

また、異常音の検知装置１００，１００ａにおいては、振動検知装置２００，２００ａからの振動を確実に検知するとともに、演算装置４００により振動を解析し、異常音の検知を確実に行うことができる。

なお、上記異常音発生位置の特定方法については、各種の管網１１０に適用することができる。例えば、水道の配管からの漏水を検出する他、水道以外の各種配管内の漏水を検出する用途、または、工場内の薬液等の配管における薬液等の流体の漏洩を検出する用途などでも使用することができる。

本発明においては、軸芯部３１０が「軸芯部」に相当し、ハンドル部３２０が「周辺部」に相当し、バルブ３００が「バルブ」に相当し、振動検知装置２００，２００ａが「振動検知装置」に相当し、振動センサ２１０が「振動検知部」に相当し、振動センサ治具２２０，２２０ａが「板状部」に相当し、平板部２２１が「平板部」に相当し、突出部２２２，２２２ａが「突起部」に相当し、異常音の検知装置１００，１００ａが「異常音の検知装置」に相当し、演算装置４００が「解析機器」に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１００，１００ａ 異常音の検知装置
２００，２００ａ 振動検知装置
２１０ 振動センサ
２２０，２２０ａ 振動センサ治具
２２１ 平板部
２２２，２２２ａ 突出部
３００ バルブ
３１０ 軸芯部
３２０ ハンドル部
４００ 演算装置

Claims (8)

1. 軸芯部および周辺部を有するバルブからの振動を検知する振動検知装置において、
   振動を検知するための測定面を有する振動検知部と、
   前記振動検知部の測定面に接触して支持される板状部と、を含み、
   前記板状部は、平板部にさらに前記振動検知部の載置面と逆側の面に突起部を有し、
   前記突起部は、バルブの軸芯部に接触可能に構成される振動検知装置。
2. 前記板状部の平板部は、前記振動検知部の測定面よりも広い面積を有する、請求項１に記載の振動検知装置。
3. 前記板状部の平板部は、バルブの周辺部の最上部に載置できるように構成された、請求項１または２に記載の振動検知装置。
4. 前記板状部は、バルブの周辺部の最外部に載置できるように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の振動検知装置。
5. 前記突起部は、棒状部材または円錐形状部材からなる、請求項１から４のいずれか１項に記載の振動検知装置。
6. 前記平板部は、弾性力を有する金属板より構成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の振動検知装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動検知装置を用いた振動検知方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の振動検知装置と、
   前記振動検知装置からの振動を解析する解析機器と、を含む異常音の検知装置。

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