JP2019039891A - 漏水探索位置特定装置および漏水探索位置特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管路の漏水探索位置を、迅速かつ極めて正確に特定できるようにする。
【解決手段】地表５から低周波振動を付与する移動自在な振動付与装置１００と、地中に埋設されている配管Ａに互いに離間させて配置した複数の漏水音検出装置１２、１４と、複数の漏水音検出装置１２、１４が検出した低周波振動により配管Ａの疑似漏水位置１９、２２を算出するとともに、複数の漏水音検出装置１２、１４が検出した配管Ａの漏水音により配管Ａの実漏水位置２０を算出する漏水位置算出部と、疑似漏水位置１９、２２と実漏水位置２０とを画面上に表示する表示部と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、管路の漏水探索位置を、極めて正確に特定することができる、漏水探索位置特定装置および漏水探索位置特定方法に関する。

給排水管は、地震などの自然災害による破損または長年の使用による老朽化によって漏水することがある。漏水音から漏水箇所を推定する手法の１つに、特許文献１に示されているような、相関式の漏水検出装置がある。

この相関式の漏水検出装置は次のような手順で漏水箇所を特定する。まず、配管上の離れた位置に設置された２つのセンサＡ、Ｂに漏水箇所から発生する漏水音を受信させる。次に、漏水箇所からセンサＡに漏水音が到達するまでの時間と、漏水箇所からセンサＢに漏水音が到達するまでの時間との時間差を算出する。最後に、算出した時間差を用いて、センサＡから漏水箇所までの距離、および、センサＢから漏水箇所までの距離をそれぞれコンピュータが解析し、画面上のグラフと数値表示で漏水箇所を特定する。

特開２００６−３１７１７２号公報

しかしながら、相関式の漏水検出装置で得られた、それぞれのセンサＡ、Ｂから漏水箇所までの距離を、実際の現場で再現しようとすると、路面上の距離の測定にどうしても誤差を生じ、漏水箇所に正確にたどり着くことが難しい。

この誤差が生じる原因は、巻き尺や、転がし式距離計による測定誤差があることと、埋設された配管の配設位置を地表からは正確に把握できないこと、などに起因する。

特に配管が大口径の場合には、センサＡとセンサＢとの間の距離が１Ｋｍ以上に及ぶこともあるため、地表における距離の測定誤差は、作業員の無駄掘りを生じさせ、作業経費増大の原因になるばかりではなく、掘削工事に伴う作業員の安全確保にも支障をきたす。

本発明は、上記のような従来の不具合を解消するために成されたものであり、管路の漏水探索位置を、迅速かつ極めて正確に特定することができる、漏水探索位置特定装置および漏水探索位置特定方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するための、本発明に係る漏水探索位置特定装置は、振動付与装置、複数の漏水音検出装置、漏水位置算出部および表示部を有する。

振動付与装置は移動自在に地表から低周波振動を付与する。複数の漏水音検出装置は、地中に埋設されている配管に互いに離間させて配置している。漏水位置算出部は、複数の漏水音検出装置が検出した低周波振動により配管の疑似漏水位置を算出するとともに、複数の漏水音検出装置が検出した配管の漏水音により配管の実漏水位置を算出する。表示部は、疑似漏水位置と実漏水位置とを画面上に表示する。

上記目的を達成するための、本発明に係る漏水探索位置特定方法は、地表から低周波振動を付与する段階と、複数の漏水音検出装置が検出した低周波振動により配管の疑似漏水位置を算出するとともに、複数の漏水音検出装置が検出した配管の漏水音により配管の実漏水位置を算出する段階と、疑似漏水位置と実漏水位置とを画面上に表示する段階と、を含む。

本発明に係る漏水探索位置特定装置によれば、疑似漏水位置と実漏水位置とを見ながら漏水位置を探索することができるので、迅速かつ極めて正確に配管の漏水位置を特定できる。

本発明に係る漏水探索位置特定方法も、漏水探索位置特定装置と同一の効果が得られる。

漏水探索位置特定装置を構成する振動付与装置の構成図である。 漏水探索位置特定装置を構成する漏水音検出装置の配置の説明図である。 漏水探索位置特定装置の制御系のブロック図である。 漏水探索位置特定装置の動作説明図である。 漏水探索位置特定装置の動作説明図である。 漏水探索位置特定装置の動作説明図である。

（漏水探索位置特定装置の概要）
以下、添付図面を参照して、本発明に係る漏水探索位置特定装置について説明する。

本発明に係る漏水探索位置特定装置は、地表から低周波を配管に伝達させることで、漏水探索位置特定装置に疑似漏水位置を認識させることができる、ということに着目して装置を構成している。

振動付与装置により漏水位置を疑似的に配管上に生じさせ、この疑似的な漏水位置を漏水探索位置特定装置に認識させる。振動付与装置が漏水位置の直上に位置されると、コンピュータの画面上で漏水表示のグラフと疑似漏水表示のグラフとが重なる。これによって、漏水位置が特定される。このように、疑似的な漏水位置と実際の漏水位置との距離を照合させることで、迅速かつ正確に漏水位置が特定できる。

（振動付与装置）
図１は、漏水探索位置特定装置を構成する振動付与装置の構成図である。

図に示すように、振動付与装置１００は、低周波振動を発生させる振動装置１、振動伝達装置３、緩衝材４を備える。振動付与装置１００は移動自在に地表から低周波振動６を付与する。

振動装置１は、配管上に漏水位置を疑似的に生じさせるための低周波振動６を発生させる。振動装置１が発生させた低周波振動６は、振動装置１の振動軸２を介して振動伝達装置３に伝達される。振動伝達装置３に伝達された低周波振動６は、地表５の破損を防止する緩衝材４を介して地中に伝達される。

振動付与装置１００は、振動付与装置１００を移動自在にするためのハンドルバー７と車輪１０とを有する。車輪１０は、地表５の凹凸による移動時の振動を吸収する衝撃吸収装置９に取り付けられている。ハンドルバー７をリフト方向８に倒すと、緩衝材４が、衝撃吸収装置９に取り付けられた車輪１０を支点に路面より離れる。ハンドルバー７と車輪１０によって、振動付与装置１００の素早い移動を可能にしている。

振動付与装置１００は地表５から地中に低周波振動を付与するために相応の重量を必要とする。このため、路上での移動作業を円滑に行える衝撃吸収装置９（ダンパー）付きの車輪１０とハンドルバー７とを備える構造としている。

ハンドルバー７には周波数可変機構１１が取り付けられる。低周波振動の周波数は、周波数可変機構１１によって変化させることができる。地表５から付与する低周波の振動数は、土質や配管の材質により共振値が異なることから、配管を埋設している土質や配管の材料に適した周波数となるように、調整が必要だからである。作業者は、振動付与装置１００を移動させながら、周波数可変機構１１を動かして、振動数を連続的または段階的に調整できる。周波数可変機構１１を介して地表５や土質さらに配管の材料により異なる共振周波数の最適値の設定を可能とする。最適な周波数は、後述する、漏水探索機で検出される低周波振動６が最も強く反応する疑似漏水値を検出することで選択できる。

緩衝材４は、地表５に直接接する部分であるから、低周波を路面に伝搬しやすい硬質ゴムを接地媒体とし、打撃音による周辺のノイズ対策としても効果を発揮する構造となっている。

なお、振動付与装置１００は路上作業を前提としたコードレス機構でエンジンまたは電池・モータを動力源とする。

（漏水音検出装置）
図２は、漏水探索位置特定装置を構成する漏水音検出装置の配置の説明図である。

図２に示すように、漏水音検出装置１２、１４は、地中に埋設されている配管Ａに互いに離間して配置される。配管Ａは、地表５から一定の深さのところに埋設されている。漏水音検出装置１２は、配管Ａの一方の端にある制水弁１３に取り付けられ、漏水音検出装置１４は、配管Ａの他方の端にある制水弁１５に取り付けられている。

図示する配管Ａ上の点１９、２２は、後述する疑似漏水位置を示し、配管Ａ上の点２０は、後述する実漏水位置を示す。本実施形態に係る漏水探索位置特定装置では、コンピュータの画面上に、振動付与装置１００の位置に対応する疑似漏水位置１９、２２が、実際に漏水を生じている配管Ａ上の漏水箇所が実漏水位置２０としてそれぞれ表示されることになる。

（制御系の構成）
図３は、漏水探索位置特定装置の制御系のブロック図である。本実施形態に係る漏水探索位置特定装置の制御系は、２つの漏水音検出装置１２、１４、漏水位置算出部５０、および、表示部１７を有する。

漏水音検出装置１２、１４は、図２に示した配管Ａを伝播してくる、振動付与装置１００によって付与される低周波振動、および、実漏水位置２０から配管Ａを伝播してくる漏水音の両方を検出する。

漏水位置算出部１６は、図２に示したように、漏水音検出装置１２、１４が検出した低周波振動により配管Ａの疑似漏水位置１９、２２を算出するとともに、漏水音検出装置１２、１４が検出した配管Ａの漏水音により配管の実漏水位置２０を算出する。

さらに具体的には、漏水位置算出部１６は、漏水音検出装置１２、１４が検出した低周波振動のそれぞれの漏水音検出装置間の到達時間差から配管Ａの疑似漏水位置１９、２２を算出し、漏水音検出装置１２、１４が検出した配管Ａの漏水音のそれぞれの漏水音検出装置間の到達時間差から配管Ａの実漏水位置２０を算出する。

（制御系の動作）
図４は、漏水探索位置特定装置の動作説明図である。この図は、疑似漏水位置と実漏水位置とが一致しない場合を示している。

配管Ａ上の実在する漏水箇所である実漏水位置２０から発生する漏水音はそれぞれ漏水音検出装置１２および漏水音検出装置１４で検出される。検出された漏水音に関する信号は、漏水位置算出部（コンピュータ）１６に送信され、表示部１７に実漏水値２１として表示される。

振動付与装置１００によって付与された低周波振動６は配管Ａ上の疑似漏水位置２２を形成し、それぞれ漏水音検出装置１２および漏水音検出装置１４で検出される。検出された低周波振動６は漏水位置算出部（コンピュータ）１６に送信され、表示部１７に疑似漏水値２３として表示される。

なお、表示部１７に表示されている、両端線１８は漏水音検出装置１２の位置を示し、
両端線２４は漏水音検出装置１４の位置を示す。表示部１７に表示されている、疑似漏水位置２２と実漏水位置２０とは、同一座標系内において表示され、疑似漏水位置２２と実漏水位置２０とが一致する振動付与装置０の位置の下が、配管Ａの実漏水位置２０である。

したがって、図４に示されている表示部１７の表示内容を見ると、振動付与装置１００の下の位置にある疑似漏水位置２２は実漏水位置２０よりも制水弁１３側にあることがわかり、振動付与装置１００を制水弁１５側に移動させなければならないことがわかる。

図５は、漏水探索位置特定装置の動作説明図である。この図は、疑似漏水位置と実漏水位置とが一致している場合を示している。

図４の場合と同様に、配管Ａ上の実漏水位置２０から発生する漏水音はそれぞれ漏水音検出装置１２および漏水音検出装置１４で検出される。検出された漏水音に関する信号は、漏水位置算出部（コンピュータ）１６に送信され、表示部１７に実漏水値２１として表示される。

振動付与装置１００によって付与された低周波振動６は配管Ａ上の疑似漏水位置を形成し、それぞれ漏水音検出装置１２および漏水音検出装置１４で検出される。検出された低周波振動６は漏水位置算出部（コンピュータ）１６に送信され、表示部１７に疑似漏水値２３として表示される。

この場合、図５に示されている表示部１７の表示内容を見ると、振動付与装置１００の下の位置にある疑似漏水位置は実漏水位置２０と一致していることがわかる。したがって、振動付与装置１００に位置を掘り進めば、実漏水位置２０にたどり着くことができる。

このように、振動付与装置１００が実漏水位置２０の直上に移動すると、低周波振動６で形成された疑似漏水値２３と実漏水値２１の漏水指示点が重なる。このことで、振動付与装置１００の地表５での場所が実漏水位置２０の場所として特定できる。

相関式の漏水探索機は漏水音検出装置１２からの距離を示す距離２６と漏水音検出装置１４からの距離を示す距離表示２５のデーター表示が行えることで現場における漏水箇所の座標形成も可能となる。

図６は、漏水探索位置特定装置の動作説明図である。この図は、図４と同様に、疑似漏水位置と実漏水位置とが一致しない場合を示している。

配管Ａ上の実在する漏水箇所である実漏水位置２０から発生する漏水音はそれぞれ漏水音検出装置１２および漏水音検出装置１４で検出される。検出された漏水音に関する信号は、漏水位置算出部（コンピュータ）１６に送信され、表示部１７に実漏水値２１として表示される。

振動付与装置１００によって付与された低周波振動６は配管Ａ上の疑似漏水位置１９を形成し、それぞれ漏水音検出装置１２および漏水音検出装置１４で検出される。検出された低周波振動６は漏水位置算出部（コンピュータ）１６に送信され、表示部１７に疑似漏水値２３として表示される。

したがって、図６に示されている表示部１７の表示内容を見ると、振動付与装置１００の下の位置にある疑似漏水位置１９は実漏水位置２０よりも制水弁１５側にあることがわかり、振動付与装置１００を制水弁１３側に移動させなければならないことがわかる。

なお、実漏水値２１と疑似漏水値２３との現場での距離の差異は表示部１７から計算される離脱距離２７により実漏水位置２０までの距離を把握できる。

このように、本実施形態に係る漏水探索位置特定装置によれば、疑似漏水位置と実漏水位置とを見ながら漏水位置を探索することができるので、迅速かつ極めて正確に配管の漏水位置を特定できる。

（漏水探索位置特定方法の概要）
本発明に係る漏水探索位置特定方法は、地表５から低周波振動を付与する段階と、漏水音検出装置１２、１４が検出した低周波振動６により配管Ａの疑似漏水位置１９、２２を算出するとともに、漏水音検出装置１２、１４が検出した配管Ａの漏水音により配管Ａの実漏水位置２０を算出する段階と、疑似漏水位置１９、２２と実漏水位置２０とを画面上に表示する段階と、を含む。

本発明に係る漏水探索位置特定方法も、漏水探索位置特定装置と同一の効果が得られる。

以上、複数の漏水音検出装置として、２つの漏水音検出装置１２、１４を例示して説明したが、３つ以上の漏水音検出装置を用いたとしても、本発明の適用は可能である。また、本発明で使用する低周波の周波数としては、数ヘルツから封百ヘルツの間で選択を可能としても良い。

１ 振動装置、
２ 振動軸、
３ 振動伝達装置、
４ 緩衝材、
５ 地表、
６ 低周波振動、
７ ハンドルバー、
８ リフト方向、
９ 衝撃吸収装置、
１０ 車輪、
１１ 周波数可変機構、
１２、１４ 漏水音検出装置、
１６ 漏水位置算出部、
１７ 表示部、
１８、２４ 両端線、
１９、２２ 疑似漏水位置、
２０実漏水位置
２１ 実漏水値、
２３ 疑似漏水値、
２５、２６、２７ 距離、
１００ 振動付与装置。

Claims (6)

1. 地表から低周波振動を付与する移動自在な振動付与装置と、
   地中に埋設されている配管に互いに離間させて配置した複数の漏水音検出装置と、
   前記複数の漏水音検出装置が検出した前記低周波振動により前記配管の疑似漏水位置を算出するとともに、前記複数の漏水音検出装置が検出した前記配管の漏水音により前記配管の実漏水位置を算出する漏水位置算出部と、
   前記疑似漏水位置と前記実漏水位置とを画面上に表示する表示部と、
   を有する、漏水探索位置特定装置。
2. 前記漏水位置算出部は、前記複数の漏水音検出装置が検出した前記低周波振動のそれぞれの漏水音検出装置間の到達時間差から前記配管の前記疑似漏水位置を算出し、前記複数の漏水音検出装置が検出した前記配管の漏水音のそれぞれの漏水音検出装置間の到達時間差から前記配管の前記実漏水位置を算出する、請求項１に記載の漏水探索位置特定装置。
3. 前記複数の漏水音検出装置は、前記配管の両端の制水弁に取り付けられている、請求項１または２に記載の漏水探索位置特定装置。
4. 前記疑似漏水位置と前記実漏水位置とは、同一座標系内において表示され、前記疑似漏水位置と前記実漏水位置とが一致する前記振動付与装置の位置の下が、前記配管の前記実漏水位置である、請求項１から３のいずれかに記載の漏水探索位置特定装置。
5. 前記低周波振動の周波数は、前記振動付与装置が備える周波数可変機構によって、前記配管を埋設している土質や前記配管の材料に適した周波数となるように、変化させることができる、請求項１から４のいずれかに記載の漏水探索位置特定装置。
6. 地表から低周波振動を付与する段階と、
   複数の漏水音検出装置が検出した前記低周波振動により配管の疑似漏水位置を算出するとともに、前記複数の漏水音検出装置が検出した前記配管の漏水音により前記配管の実漏水位置を算出する段階と、
   前記疑似漏水位置と前記実漏水位置とを画面上に表示する段階と、
   を含む、漏水探索位置特定方法。