JP2022169885A

JP2022169885A - 漏水検知システム

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Publication number: JP2022169885A
Application number: JP2021075578A
Authority: JP
Inventors: 英知永原; Hidetomo Nagahara; 裕史藤井; Yasushi Fujii; 基之名和; Motoyuki Nawa; 裕治中林; Yuji Nakabayashi; 正誉松田; Masayoshi Matsuda
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2022-11-10

Abstract

【課題】家庭用水道等の水供給系統に関し、漏水を検知する機能を有した漏水検知システムを提供すること。【解決手段】各超音波流量計１Ａ～１Ｄに通信部９Ａ～９Ｄを設け、統括通信部５９を有する統括処理部５８との連携により、対象とする地区の超音波流量計のすべての流量（ｑｉ）と対象とする地区の上流側の流量（Ｑｉ）が所定の閾値以下になった時、隣接する２つの超音波流量計間での超音波伝搬時間を計測し、この間の漏水がない場合の伝搬時間との比較により隣接流量計間の漏水の有無を判別する。この操作を対象とするすべての超音波流量計間で行い、漏水位置の特定を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、家庭用水道等の水供給系統に関し、超音波流量計を用いた漏水検知システムの構成に関するものである。

家庭用水道等の水供給系統に関し、漏水を検知するシステムが要請されている。従来、水道系統の漏水監視システムとして、超音波流量計を用いたシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された漏水監視システムの概略構成図である。

図６において、漏洩監視システム１０１は、第１の超音波流量計１０２、及び住居に設置された第２の超音波流量計１０３および第２の超音波流量計１０４を有しており、第１の超音波流量計１０２は、配水管１０５を経由した後、分岐点Ａ以降は給水管１０６を経由して第２の超音波流量計１０３に接続されており、また、給水管１０７を経由して第２の超音波流量計１０４に接続されている。

第１の超音波流量計１０２は、１対の超音波受発信素子ｐ１、とｐ２を有しており、これらの受発信動作に基づく伝搬時間により、配水管１０５を流れる水の流量Ｑ０が計測される。

また、第２の超音波流量計１０３、および第２の超音波流量計１０４もそれぞれ１対の超音波受発信素子ａ１、ａ２、およびｂ１、ｂ２を有しており、これらの受発信動作に基づく伝搬時間により、給水管１０６、１０７のそれぞれを流れる水の流量Ｑａ、Ｑｂを計測する構成となっている。

このような構成で、Ｑ０とＱａ＋Ｑｂとの値の差を調べることにより、配水管１０５、給水管１０６、１０７における漏水の有無を検知することができる。

本システムでは、その流量差を得るにあたり、それぞれの超音波流量計が得た流量情報を、超音波受発信素子を用いて伝送する仕組みとなっている。

例えば、第１の超音波流量計１０２が得た情報を超音波受発信素子ｐ１から送り、それを第２の超音波流量計１０３の超音波受発信素子ａ１で受ける構成となっている。また、同様に、第２の超音波流量計ａ１０３が得た情報を超音波受発信素子ａ１から送り、それを第２の超音波流量計ａ１０３の受発信素子ｂ１で受ける構成となっている。これにより、無線を利用しなくとも、流量情報を送ることができるとされている。

特開２００２－１３１１７０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、漏水の有無を検知するために、各住居に設けられた超音波流量計（超音波流量計１０３，１０４）以外に、給水管１０６、１０７が分岐する前の配水管１０５に超音波流量計（上記例では、超音波流量計１０２）を設ける必要が
あった。

また、異なる超音波流量計間での超音波の送受信はあるものの、情報の伝送機能のみで、漏水判定にまでは及ばないという課題を有するものであった。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、別個に超音波流量計を設けることなく、住居に設置される超音波流量計のみで漏水の有無が検知可能な漏水検知システムを提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の漏水検知システムは、給水ネットワークに接続された複数の超音波流量計と、前記超音波流量計を統括する統括部と、よりなり、前記超音波流量計は、計測流路に配置された一対の超音波送受信器と、前記超音波送受信器で流量を計測する流量計測処理部と、前記超音波送受信器を用いて隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間を計測する隣接伝搬時間計測処理部と、統括通信部と通信を行う通信部と、前記流量計測処理部と、前記隣接伝搬時間計測処理部と、前記通信部とを制御する制御部と、を備え、前記統括部は、前記超音波流量計と通信を行う統括通信部と、前記統括通信部を介して得られた前記超音波流量計のデータを処理する統括処理部と、を備え、前記統括処理部は、漏水検査の対象地区の複数の前記超音波流量計の流量が所定の閾値以下であって、かつ、前記地区に流入する流量が所定の閾値以下の時に、前記超音波流量計の隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間をすべて計測し、計測された伝搬時間と、漏水がない時の伝搬時間とを比較することで漏水の有無判定を行うことにより、隣接超音波流量計間での伝搬時間計測に基づき漏水の判定を行うことができるものである。

本発明の漏水検知システムによると、配管で接続された隣接する２つの超音波流量計間で流量計測に使うそれぞれの超音波送受信器を利用して超音波流量計間での超音波伝搬時間を測定し、漏れがない場合との伝搬時間比較により漏水の有無を判定することができる。

本発明の実施の形態１における給水ネットワ－クの概略構成図本発明の実施の形態１における超音波流量計の概略構成図本発明の実施の形態１における漏水検知システムの構成図本発明の実施の形態１における隣接流量計間の超音波信号送受信の説明図本発明の実施の形態１における検査手順の説明図従来の漏水監視システムの概略構成図

第１の発明は、給水ネットワークに接続された複数の超音波流量計と、前記超音波流量計を統括する統括部と、よりなり、前記超音波流量計は、計測流路に配置された一対の超音波送受信器と、前記超音波送受信器で流量を計測する流量計測処理部と、前記超音波送受信器を用いて隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間を計測する隣接伝搬時間計測処理部と、統括通信部と通信を行う通信部と、前記流量計測処理部と、前記隣接伝搬時間計測処理部と、前記通信部とを制御する制御部と、を備え、前記統括部は、前記超音波流量計と通信を行う統括通信部と、前記統括通信部を介して得られた前記超音波流量計のデータを処理する統括処理部と、を備え、前記統括処理部は、漏水検査の対象地区の複数の前記超音波流量計の流量が所定の閾値以下であって、かつ、前記地区に流入する流量が所定の閾値以下の時に、前記超音波流量計の隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間をすべて計測し、計測された伝搬時間と、漏水がない時の伝搬時間とを比較することで漏水の有
無判定を行うことにより、各戸に設けた超音波流量計以外に流量計を設置することなく漏水の判定を行うことができる。

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における給水ネットワ－クの概略構成図である。

図１において、一点鎖線で囲った部分が給水ネットワーク６０であり、給水場５１から本管５２、分岐部５３、共通配管５４、引込み管５５を介して個別の各戸５６（Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄ）に給水が行われる。各戸５６には、それぞれに、超音波流量計（図示せず）が備えられている。説明の都合上、各戸５６（Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄ）がある地区を漏水検査の対象地区５７とする。また、図１に示すように、各戸５６は、共通配管５４の末端Ｅを含んだ地区である。

センター装置２０は、に配置されている統括処理部５８は、統括通信部５９により、この対象地区５７の各戸５６それぞれにある超音波流量計（図示せず）の通信部（図示せず）とのやりとりを通じて指示を与える。なお、センター装置２０は、給水場５１に併設されても良いし、設置場所は特に限定されない。

図２は、実施の形態１における超音波流量計１の概略構成図を示す。

制御部２は、流量計測処理部３および隣接伝搬時間計測処理部４を制御する。計測流路１０は、超音波流量計１の内部に設けられた水の通路であり、上流と下流の外郭には超音波送受信器５，６が配置されている。また、計測流路１０の中央には、超音波送受信器５，６から発信された超音波を９０°方向に反射する為の超音波反射体７，８が配置されている。また、通信部９は、外部との通信を行うことで、各種データの送受信を行う。また、矢印１１は、水の流れる方向を示す。破線１２は、超音波の伝搬経路を示す。なお、超音波送受信器５、６は、計測流路１０に図示しない固定部材で固定されている。

上記構成において、まず、水の流量を計測する場合、制御部２は、流量計測処理部３を動作させ、超音波送受信器５にパルス波を印加し、超音波を発射させる。発射された超音波は、破線１２に沿って伝搬し、超音波反射体７、８を経由し、超音波送受信器６に到達する。流量計測処理部３では、超音波の送信から受信までの伝搬時間を計測する。同様に、逆方向、即ち、超音波送受信器６から超音波送受信器５への超音波の伝搬時間を計測する。

図３は、実施の形態１における漏水検知システムの構成図であり、対象地区５７の各戸５６に設置された超音波流量計１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと共通配管１３との接続状態を示す。

図３において、超音波流量計１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、共通配管１３の上流側から下流側に向かってそれぞれ、引込み管１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを介して接続されている。

本実施の形態では、一例として共通配管１３に４つの超音波流量計（超音波流量計１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）が接続される構成で説明するが、超音波流量計の数はこれに限定されない。

また、センター装置２０は、超音波流量計１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと通信を行うことで、計測された流量等の検針データを受信したり、超音波流量計に対して各種の指示を行う機能を有している。なお、各超音波流量計との通信方法は、セルラー通信や特定小電力無線通信、あるいは、中継局を介したネットワークなど、特に限定されない。

上記に示した要素全体で、漏水検知システム２１が構成されている。

図４は、実施の形態１における隣接する超音波流量計間での超音波送受信を説明する図である。なお、図３、図４において、図２と同じ機能のものは、同じ番号で示し、数字の後に付与した記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、各超音波流量計１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄとの対応を表しており、特に区別が不必要でない場合は省略している。

図４は、漏水検知動作を説明するための一事例として、図３に示した配管系統図の超音波流量計１Ｂ、１Ｃの間の動作を説明する為の図で、超音波流量計１Ｂ、１Ｃと、これらを接続している引込み管１４Ｂ、１４Ｃ、および共通配管１３の部分を抜き出したものであるが、引込み管１４Ｂ、１４Ｃと共通配管１３は、漏水検知の原理説明を分かり易く行う都合上、簡略化した配管１５として示している。

図４において、一点鎖線で囲った部分が漏水検知構成１６を示しており、図に示すように少なくとも２つの超音波流量計で構成される。

次に、この漏水検知構成１６の動作を図２～図４により、説明する。

まず、流量計測について図２を用いて説明する。

図２において、流量計測を行う場合、制御部２は、流量計測処理部３により、流量計測動作を開始する。

今、計測流路１０内を矢印の方向に流れる流体の流速をＶ、流体中の音速をＣとする。超音波送受信器５と超音波送受信器６との間で伝搬する超音波の伝搬経路のうち直線部分の長さをＬとする。

このとき、超音波送受信器５から出た超音波が、もう一方の超音波送受信器６に到達するまでのうち、Ｌを伝わる伝搬時間ｔ１は、下式にて示される。

ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）（１）
次に超音波送受信器６から出た超音波が、もう一方の超音波送受信器５に到達するまでのうち、Ｌを伝わる伝搬時間ｔ２は、下式にて示される。

ｔ２＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）（２）
式（１）と式（２）から流体の音速Ｃを消去すると、下式が得られる。

Ｖ＝Ｌ／２（（１／ｔ１）－（１／ｔ２））（３）
式（３）にて分るように、Ｌが既知なら、計測された伝搬時間ｔ１、およびｔ２を用い、流速Ｖが求められる。

次に、下式に示すようにこの流速Ｖに計測流路１０の断面積Ｓを乗じることにより、流量Ｑを求めることができる。

Ｑ＝ｋ ×（Ｖ × Ｓ）（４）
式（４）における、ｋは、計測上生じる諸般の誤差を補正するための補正係数である。

このようにして、超音波を用いて、流量Ｑを計測することができる。

ここで、超音波送受信器５と超音波送受信器６との間の伝搬時間には、超音波送受信器５と超音波反射体７、および超音波送受信器６と超音波反射体８との間の伝搬時間が含まれるが、これらの伝搬時間は、基本的に流速に依存せず、また、計算可能なため、これらの値を補正することにより、上記の伝搬経路のうち、長さＬの部分の伝搬時間のみを求めることができるものである。

次に、図４を用いて、漏水検知構成１６における漏水検知動作を説明する。

上記の流量計測動作は、超音波流量計１Ｂ、および超音波流量計１Ｃにおいて、それぞれ別個に行われるものであるが、漏水検知動作では、配管１５を介して隣接配置されている超音波流量計１Ｂと超音波流量計１Ｃとの間での超音波の送受信の連携動作が行われる。

隣接する超音波流量計間で、超音波の伝搬時間を計測する場合、まず、超音波流量計１Ｂの制御部２Ｂは、通信部９Ｂを動作させる。また、超音波流量計１Ｃの制御部２Ｃは、通信部９Ｃを動作させる。これらの連携動作により、超音波流量計１Ｂ、１Ｃ間でそれぞれが有する時計（図示せず）の時刻を一致させる。

次に、超音波流量計１Ｂの制御部２Ｂは、隣接伝搬時間計測処理部４Ｂを動作させて超音波信号を送信し、同時刻に、超音波流量計１Ｃの制御部２Ｃは、隣接伝搬時間計測処理部４Ｃを動作させて伝搬時間の計測を開始する。

そして、超音波流量計１Ｂの超音波送受信器６Ｂより発射された超音波は、超音波反射体８Ｂで反射し、超音波反射体７Ｂの方向へ伝搬する。このとき、伝搬する超音波の一部は、超音波反射体７Ｂで反射し、管壁方向へ向かうが、伝搬する超音波の一部は、管内全体に広がり伝搬する。

管内に広がった超音波は、配管１５（実体としては、引込み管１４Ｂ、共通配管１３、引込み管１４Ｃ）を経由して、超音波流量計１Ｃの超音波反射体８Ｃで反射し超音波送受信器６Ｃで受信し、隣接伝搬時間計測処理部４Ｃにより、受信波形が計測される。

先に述べたように、超音波流量計１Ｂ、１Ｃの時計の時刻は一致しているので、送信開始と伝搬時間の計測開始を同じ時刻に開始することで、超音波流量計１Ｂの超音波送受信器６Ｂから発せられて、超音波流量計１Ｃの超音波送受信器６Ｃで受信されるまでの隣接する超音波流量計間の伝搬時間を計測することができる。

この様な計測方法を用い、配管１５において、漏水が無い場合と、ある場合とのそれぞれの伝搬時間Ｔ１，ＴＬとすると、伝搬時間の値に違いが生じる。この値の差により、超音波流量計１Ｂと１Ｃとの間における漏水の有無を検出することができる。

なお、漏水が無い場合の伝搬時間Ｔ１は、超音波流量計の設置時など、漏水が無いと判
断される場合に求めておくものとする。

次に、図３を用いて、対象とする対象地区５７の漏水の有無を調べる方法を述べる。

図３において、共通配管１３から、超音波流量計１Ａ～１Ｄそれぞれへの引込み管１４Ａ～１４Ｄへの分岐点をＰ１～Ｐ３とする。そして、超音波流量計１Ａから１Ｂへの配管経路をＬａｂ、超音波流量計１Ｂから１Ｃへの配管経路をＬｂｃ、超音波流量計１Ｃから１Ｄへの配管経路をＬｃｄとする。

また、引込み管１４Ａ～１４Ｄを流れる流量をそれぞれ、ｑ１～ｑ４とする。そして、共通配管１３の分岐点Ｐ１における流量をＱ１とする。つまり、Ｑ１は、超音波流量計１Ａ～１Ｄの流量の総和となる。以降、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４点における流量を、それぞれＱ２～Ｑ４とする。なお、引込み管１４Ｄは共通配管５４の末端Ｅに位置する為、ｑ４＝Ｑ４である。

また、引込み管１４Ａ～１４Ｄの配管断面積をそれぞれ、ｓ１～ｓ４とする。共通配管１３の断面積を区間Ｐ１―Ｐ２，Ｐ２－Ｐ３，Ｐ３－Ｐ４に対して、それぞれ、Ｓ１～Ｓ３とする。

まず、図４で一例として説明したＬｂｃの経路における漏水検知について考える。

このＬｂｃの経路は、引込み管１４Ｂ、共通配管１３のＰ２―Ｐ３部分（これをＬ２とする）、および引込み管１４Ｃより構成されている。これらの配管を流れる流量は、上記により、それぞれ、ｑ２、Ｑ２、ｑ３である。また、それらの断面積は、それぞれ、ｓ２，Ｓ２，ｓ３である。

漏水検査をするときに、これらの流量が、すべてゼロであれば都合が良いのであるが、実際は、必ずしもゼロであるとは限らない。そこで、多少流れがあっても判断が可能となるような条件を考えることにする。

今回用いる漏水判定の物理量は伝搬時間である。ここでは、流れが無い場合の伝搬時間を基準としており、その基準となる伝搬時間は、基本的には、対象とする配管長さを音速で除した値である。

実際に漏水判定をするときに、もし、漏水による流れ以外に、配管内に流れがあるとすると、それは誤差要因となる。その誤差要因は、伝搬時間計算においては、音速に付加される流れの流速である。したがって、この流速と音速との比を用いて、誤差の指標とすることができる。

ここで、音速に対するこれら流速の割合を音速比率とし、その値に対して閾値ｒを定めることにより、誤差のレベルを定めることができる。例えば、閾値ｒの値として、音速の１％とする等である。この閾値ｒの値は、漏水判定をどの程度で行うかと関係することになる。つまり、判定レベルを上げようとすると、閾値ｒの値を小さくすればよい。

配管経路Ｌｂｃにおいて具体的に述べると以下のようになる。引込み管１４Ｂ、共通配管１３のＬ２、および引込み管１４Ｃにおける流速を、それぞれｖ２，Ｖ２、ｖ３とすると、それぞれの値は、それぞれの流量ｑ２、Ｑ２、ｑ３をそれらの断面積ｓ２，Ｓ２，ｓ３で除することにより求められる。これらの値を音速で除した値をｍ２，Ｍ２，ｍ３とすると、これらが音速比率となる。この値を閾値ｒと比較することにより漏水判定を行える状況にあるかどうかの判定をすることができる。

この様に、音速比率で誤差レベルを設定することにより、多少の流れがあっても、配管経路Ｌｂｃにおいて計測された伝搬時間と、漏水が無い場合の伝搬時間との比較に基づき漏水の有無を判定することができる。

上記では、誤差の物理的意味合いを説明するために、閾値として音速比率を用いたが、音速比率を算出するための流体の音速は一定であり、また、配管断面積は、それぞれの場所で一定の値ゆえ、それぞれの流体の流速は、流体の流量に置換えて考えてもよい。すなわち、実際は、閾値としての音速比率を超音波流量計で計測した流量ｑ２、Ｑ２、ｑ３で考えることができる。つまり、誤差のレベルは、各流路におけるそれぞれの流量を予め設定された流量の閾値と比較することで判定することができる。

以上、図３の配管経路Ｌｂｃにおける動作を示したが、同様の事を配管経路Ｌａｂ、Ｌｃｄに対して行うことにより、対象地区５７における漏水の有無とその漏水が、どの経路で生じているかの場所特定をすることが可能となる。

そして、誤差のレベルは、引込み管の流量ｑｉ（ｉ＝１～４）、共通配管の流量Ｑｉ（ｉ＝１～３）で判断することができる。

この例では、漏水判定の仕組みを分かり易く説明するために、対象地区５７として、共通配管１３の末端が含まれる地区を対象として説明したが、末端を含まない中間の地区であっても同様の考え方を適用することができる。

また、共通配管１３は、通常、断面積が一定であり、下流になるにしたがって、その流量は減少するため、共通配管１３の流量の判定対象としては、対象地区５７の上流端Ｐ１、すなわちこの対象地区５７に流入する流量の値を用いても差し支えない。

図５は、この漏水検知システムの検知動作のフローチャートである。

このフローチャートに示す処理は、図１に示す統括処理部５８で、統括通信部５９を介して、各超音波流量計と連携して行われるものである。

図５において、ステップＳ１は計測の開始命令、ステップＳ２は、各超音波流量計の流量計測指示命令である。ステップＳ３は、各超音波流量計の流量計測サブルーチンである。ステップＳ４は、サブルーチンＳ３で得られた計測データの入手命令である。ステップＳ５は、計測データ入手命令Ｓ４で得られた計測データの処理命令である。ステップＳ６は、すべての超音波流量計の流量と、対象地区の入口流量が予め定められた閾値以下かどうかの判断命令である。

ステップＳ７は、２つの超音波流量計間の伝搬時間計測指示命令である。ステップＳ８は、各超音波流量計間の伝搬時間計測サブルーチンである。ステップＳ９は、サブルーチンＳ８で得られた計測データの入手命令である。ステップＳ１０は、計測データ入手命令Ｓ９で得られた計測データの処理命令である。

ステップＳ１１は、漏水があるかどうかの判断命令である。ステップＳ１２は、警報命令であり、ステップＳ１３は終了命令である。ステップＳ１４、ステップＳ１５は、インターバル設定命令である。

次に、図３，図５を用いて、実際の漏水検知動作を説明する。

図３に示すように、統括処理部５８は、統括通信部５９を介して、各超音波流量計１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに付属している通信部９Ａ，９Ｂ、９Ｃ、９Ｄとの情報交換により、様々な指示や、情報のやりとりを行う。

その動作シーケンスを図６にて説明する。

まず、開始命令（ステップＳ１）で計測動作が開始される。

次に、流量計測指示命令（ステップＳ２）により、各超音波流量計１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量計測サブルーチン（ステップＳ３）が実行され、各超音波流量計１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量が計測される。次に、計測データ入手命令（ステップＳ４）では、統括通信部５９を介して、各超音波流量計１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量データが統括処理部５８に集められる。

次に、処理命令（ステップＳ５）により、各引込み管の流量ｑｉ（ｉ＝１～４）、即ち、各超音波流量計１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量データを基に共通配管１３の各分岐点の流量Ｑｉ（ｉ＝１～３）が求められる。

流量ｑｉ，Ｑｉ流量ｑｉ，Ｑｉは、判断命令（ステップＳ６）により、許容される誤差のレベルに基づき予め定められた所定の閾値ｑ、Ｑと比較されて、共に閾値以下の場合は、Ｙｅｓが選択される。

次に、２つの超音波流量計間の伝搬時間計測指示命令（ステップＳ７）が実行され、これにより各超音波流量計１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの２つの超音波流量計間の伝搬時間計測サブルーチン（ステップＳ８）が実行され、予め決められたシーケンスに従って、各超音波流量計間の伝搬時間が計測される。

このときの漏水検査のシーケンスは、一例として、下記の様な順序となる。
（１）超音波流量計１Ａと１Ｂ間（配管経路Ｌａｂ）の超音波伝搬時間（Ｔａｂ）を計測（２）超音波流量計１Ｂと１Ｃ間（配管経路Ｌｂｃ）の超音波伝搬時間（Ｔｂｃ）を計測（３）超音波流量計１Ｃと１Ｄ間（配管経路Ｌｃｄ）の超音波伝搬時間（Ｔｃｄ）を計測
次に、計測データ入手命令（ステップＳ９）では、これらのデータ（Ｔａｂ，Ｔｂｃ，Ｔｃｄ）が統括処理部５８に集められる。

このデータは、処理命令（ステップＳ１０）により、予め記録された、漏水が無い場合のそれぞれの流量計間伝搬時間Ｔ０ａｂ，Ｔ０ｂｃ，Ｔ０ｃｄと比較され、漏水の有無の判定が行われ、漏水がある場合は、その箇所の特定が行われる。判断命令（ステップＳ１１）では、処理命令（ステップＳ１０）の結果、漏水がある場合は、Ｙｅｓを選択し、警報命令（ステップＳ１２）により漏水警報を発して終了命令（ステップＳ１３）により終了する。漏水が無い場合には、Ｎｏの側が選択され、予め定められたインターバル命令（ステップＳ１４）の後、また、同様の動作が繰り返され、漏水の監視が継続される。

また、先の判断命令（ステップＳ６）で、条件が満たされなかった場合は、Ｎｏを選択し、インターバル設定命令（ステップＳ１５）の後、再度、流量計測指示命令（ステップＳ２）以降の動作が繰返される。

上記の説明では、超音波流量計１Ｂから超音波を発射して、超音波流量計１Ｃに到達するまでの伝搬時間計測を行ったが、逆に超音波流量計１Ｃから発射して、超音波流量計１Ｂまでの伝搬時間計測を行っても、同様の効果が発揮されるものである。

なお、上記実施例では、超音波流量計１Ｂと超音波流量計１Ｃ間で判定したが、超音波流量計１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの内の任意の２つを選択することで、同様の漏水検知を行うことができる。

また、超音波流量計間の時計の時刻の調整は互いの通信に限らず、センター装置２０との通信でセンター装置２０が有する時計の時刻に合わせるなど、特に限定はされない。

また、図３に示すように、センター装置２０と、複数の超音波流量計で漏水検知システム２１を構成し、漏水の検知が必要な場合、センター装置２０が対象となる配管に接続された２つの超音波流量計（例えば、超音波流量計１Ａ、１Ｂ）を選択し、それぞれの隣接伝搬時間計測処理部４による伝搬時間Ｔ１，Ｔ２の計測を指示し、この伝搬時間Ｔ１，Ｔ２をセンター装置２０で取得してセンター装置２０で漏水の有無を判断する構成としても良い。

また、統括部をセンター装置として説明したが、対象地区に設置された超音波流量計の１つに統括部の機能を設けてもよい。

以上、述べたように、本実施の形態によると、給水ネットワーク６０に接続された複数の超音波流量計１と、複数の超音波流量計１を統括する統括部２０と、よりなり、超音波流量計１は、計測流路１０に配置された一対の超音波送受信器５，６と、超音波送受信器５，６で流量を計測する流量計測処理部３と、超音波送受信器５，６を用いて隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間を計測する隣接伝搬時間計測処理部４と、統括通信部５９と通信を行う通信部９と、流量計測処理部３と、隣接伝搬時間計測処理部４と、通信部９とを制御する制御部２と、を備え、統括部２０は、複数の超音波流量計１と通信を行う統括通信部５９と、統括通信部５９を介して得られた複数の超音波流量計１のデータを処理する統括処理部５８と、を備え、統括処理部５８は、漏水検査の対象地区５７の各超音波流量計１Ａ～１Ｃの流量が所定の閾値以下であって、かつ、対象地区５７に流入する流量が所定の閾値以下の時に、超音波流量計１Ａ～１Ｃの隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間をすべて計測し、計測された伝搬時間と、漏水がない時の伝搬時間とを比較することで漏水の有無判定を行うことができる。

なお、この事例では、漏水を例に説明したが、伝搬時間に影響を及ぼす異常な状態、例えば、気泡の混入や、異物の混入などがあれば、これも同様に検知することができる。

また、上記の説明では、伝搬時間の変化を調べたが、受信波の波高値の変化で調べることもできる。気泡混入や、異物混入は、伝搬時間よりも、波高値の変化に出易いものであり、特に有効である。

以上のように、本発明の漏水検知システムは、隣接する超音波流量計間での超音波伝搬時間に基づき漏水の有無判定をすることができるため、家庭用水道配管系や、温冷水利用の暖冷房水配管系などへの幅広い応用が可能となる。

１、１Ａ～１Ｄ超音波流量計
２、２Ａ～２Ｄ制御部
３、３Ａ～３Ｄ流量計測処理部
４、４Ａ～４Ｄ隣接伝搬時間計測処理部
５、５Ａ～５Ｄ超音波送受信器
６、６Ａ～６Ｄ超音波送受信器
９、９Ａ～９Ｄ通信部
１０計測流路
１５配管
１６漏水検知構成
２０センター装置（統括部）
２１漏水検知システム

Claims

給水ネットワークに接続された複数の超音波流量計と、前記超音波流量計を統括する統括部と、よりなり、
前記超音波流量計は、
計測流路に配置された一対の超音波送受信器と、
前記超音波送受信器で流量を計測する流量計測処理部と、
前記超音波送受信器を用いて隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間を計測する隣接伝搬時間計測処理部と、
統括通信部と通信を行う通信部と、
前記流量計測処理部と、前記隣接伝搬時間計測処理部と、前記通信部とを制御する制御部と、を備え、
前記統括部は、
前記超音波流量計と通信を行う統括通信部と、
前記統括通信部を介して得られた前記超音波流量計のデータを処理する統括処理部と、を備え、
前記統括処理部は、漏水検査の対象地区の複数の前記超音波流量計の流量が所定の閾値以下であって、かつ、前記地区に流入する流量が所定の閾値以下の時に、前記超音波流量計の隣接する２つの超音波流量計間の伝搬時間をすべて計測し、計測された伝搬時間と、漏水がない時の伝搬時間とを比較することで漏水の有無判定を行う漏水検知システム。