JP2575790B2 - 漏水位置推定装置 - Google Patents
漏水位置推定装置Info
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- JP2575790B2 JP2575790B2 JP63088085A JP8808588A JP2575790B2 JP 2575790 B2 JP2575790 B2 JP 2575790B2 JP 63088085 A JP63088085 A JP 63088085A JP 8808588 A JP8808588 A JP 8808588A JP 2575790 B2 JP2575790 B2 JP 2575790B2
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- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
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- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
- G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は水道管からの水漏れ位置を推定する漏水位置
推定装置に関する。
推定装置に関する。
（従来の技術） 従来、実用に供されている代表的な地下漏水の位置を
推定する方法に音聴棒による方法がある。これは、管路
が埋設されている地上に音聴棒を当てるか、ボーリング
した穴を通して直接埋設管路に接触させるかして、音聴
棒から伝わる振動を機械的又は電気的に増幅し、ヘッド
ホーンを通して調査員が聴くことにより漏水位置を推定
する方法である。しかし、この方法は、音の大きさや音
色の微妙な違いが分る熟練者の特殊技術に依存しなけれ
ばならない。
推定する方法に音聴棒による方法がある。これは、管路
が埋設されている地上に音聴棒を当てるか、ボーリング
した穴を通して直接埋設管路に接触させるかして、音聴
棒から伝わる振動を機械的又は電気的に増幅し、ヘッド
ホーンを通して調査員が聴くことにより漏水位置を推定
する方法である。しかし、この方法は、音の大きさや音
色の微妙な違いが分る熟練者の特殊技術に依存しなけれ
ばならない。
この自動化を目指して実用化されているものに、相関
式漏水発見装置がある。これは、消火栓，仕切弁，量水
器などの地上へ露出している部分に、漏水箇所を間には
さんだ２箇所に取付けた振動検出器からの信号の相互相
関をとるものである。即ち、相互相関係数が最大になる
両信号の位相遅れ時間を求め、これに管路における振動
の位相速度を乗じることによって、漏水位置までの距離
を知ることができるものである。
式漏水発見装置がある。これは、消火栓，仕切弁，量水
器などの地上へ露出している部分に、漏水箇所を間には
さんだ２箇所に取付けた振動検出器からの信号の相互相
関をとるものである。即ち、相互相関係数が最大になる
両信号の位相遅れ時間を求め、これに管路における振動
の位相速度を乗じることによって、漏水位置までの距離
を知ることができるものである。
（発明が解決しようとする課題） 前者にあっては、熟練者個人の属人的能力に依存して
いること、後者にあっては、２箇所に振動検出器を取付
けなければならないこと、及びリアルタイムで相互相関
係数を計算するために装置が大がかりになるなどの問題
がある。
いること、後者にあっては、２箇所に振動検出器を取付
けなければならないこと、及びリアルタイムで相互相関
係数を計算するために装置が大がかりになるなどの問題
がある。
本発明の目的は、個人差なく簡単に漏水位置を推定す
ることが可能な漏水位置推定装置を提供することにあ
る。
ることが可能な漏水位置推定装置を提供することにあ
る。
（課題を解決するための手段） 本発明による漏水位置推定装置は、漏水位置による推
定装置給配水管の所定位置で測定された漏水による振動
の平均周波数測定値を入力する平均周波数入力手段と、
漏水地点から周波数測定地点に至る振動伝播経路を構成
する管路及び役物からなる給配水機材の仕様を入力する
給配水機材仕様入力手段と、各種給配水機材に固有の平
均周波数減衰係数及び伝播係数を記憶している定数ファ
イルと、漏水の生じた管路の材質により決まる漏水地点
での平均周波数、前記測定地点で測定された平均周波
数、前記給配水機材仕様入力手段により入力された給配
水機材仕様により決まる平均周波数減衰係数及び前記役
物の有無により決まる伝播係数により、前記測定地点か
ら漏水地点までの距離を算出する距離演算手段と、この
算出された距離によって推定される漏水位置を出力する
漏水位置出力手段とを備えたことを特徴とする。
定装置給配水管の所定位置で測定された漏水による振動
の平均周波数測定値を入力する平均周波数入力手段と、
漏水地点から周波数測定地点に至る振動伝播経路を構成
する管路及び役物からなる給配水機材の仕様を入力する
給配水機材仕様入力手段と、各種給配水機材に固有の平
均周波数減衰係数及び伝播係数を記憶している定数ファ
イルと、漏水の生じた管路の材質により決まる漏水地点
での平均周波数、前記測定地点で測定された平均周波
数、前記給配水機材仕様入力手段により入力された給配
水機材仕様により決まる平均周波数減衰係数及び前記役
物の有無により決まる伝播係数により、前記測定地点か
ら漏水地点までの距離を算出する距離演算手段と、この
算出された距離によって推定される漏水位置を出力する
漏水位置出力手段とを備えたことを特徴とする。
（作用） 本発明は管路における振動の伝播特性が周波数によっ
て異る性質を利用したもので、測定地点における振動の
平均周波数を入力し、管路の周波数減衰特性を既知デー
タとして演算することによって漏水地点までの距離を推
定できるようにしている。
て異る性質を利用したもので、測定地点における振動の
平均周波数を入力し、管路の周波数減衰特性を既知デー
タとして演算することによって漏水地点までの距離を推
定できるようにしている。
ここで、平均周波数とは、以下の内容を言う。すなわ
ち、測定地点のセンサーに入力される振動波形は、高周
波成分を含んでいると複雑な形状の合成波形になるた
め、あるレベル以上の波形部分の時間幅は様々な長さと
なり、ミクロ的な範囲でみると振動波形の周波数に変動
が生じる。そこである時間にわたってあるレベル以上の
信号波形の個数を計数し、その個数を計数時間で割算す
ることにより、その計数時間における入力振動波形の周
波数の平均値が得られる。これを平均周波数と言う。
ち、測定地点のセンサーに入力される振動波形は、高周
波成分を含んでいると複雑な形状の合成波形になるた
め、あるレベル以上の波形部分の時間幅は様々な長さと
なり、ミクロ的な範囲でみると振動波形の周波数に変動
が生じる。そこである時間にわたってあるレベル以上の
信号波形の個数を計数し、その個数を計数時間で割算す
ることにより、その計数時間における入力振動波形の周
波数の平均値が得られる。これを平均周波数と言う。
（実施例） 次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図において１は漏水による振動の平均周波数の測定値を
入力するための平均周波数入力手段である。２は漏水地
点から測定地点に至るまでの振動伝播経路を構成する給
配水機材の仕様を入力するための給配水機材仕様入力手
段である。給配水機材仕様の主なものには、配水管の管
種，口径，長さ、給水管の管種、口径，長さ、Ｔ字管の
管種，口径、十字管の管種，口径，消火栓種別、仕切弁
種別、止水栓種別、量水器種別などがある。３は給配水
機材の仕様別に固有の平均周波数減衰係数、及び平均周
波数伝播係数を記憶している定数ファイルである。４は
平均周波数の測定値と伝播経路を構成する給配水機材に
固有の減衰係数と伝播係数とから測定地点と漏水地点間
の距離を計算する演算手段である。５は演算手段４で得
られた距離を出力する出力手段である。
図において１は漏水による振動の平均周波数の測定値を
入力するための平均周波数入力手段である。２は漏水地
点から測定地点に至るまでの振動伝播経路を構成する給
配水機材の仕様を入力するための給配水機材仕様入力手
段である。給配水機材仕様の主なものには、配水管の管
種，口径，長さ、給水管の管種、口径，長さ、Ｔ字管の
管種，口径、十字管の管種，口径，消火栓種別、仕切弁
種別、止水栓種別、量水器種別などがある。３は給配水
機材の仕様別に固有の平均周波数減衰係数、及び平均周
波数伝播係数を記憶している定数ファイルである。４は
平均周波数の測定値と伝播経路を構成する給配水機材に
固有の減衰係数と伝播係数とから測定地点と漏水地点間
の距離を計算する演算手段である。５は演算手段４で得
られた距離を出力する出力手段である。
以下、本発明の中心をなす演算手段４の作用を説明す
る。漏水が発生すると数10Hz〜10数kHzの周波数帯域の
不規則振動が発生し、固体を伝搬するにつれて振動エネ
ルギーが減少するが、この減少は周波数が高い程顕著で
あるため、振動源から遠去かるにつれて高周波成分が減
少し、平均周波数が低くなる。これを定式化すると、任
意の測定地点における平均周波数ｆは（１）式で表わす
ことができる。
る。漏水が発生すると数10Hz〜10数kHzの周波数帯域の
不規則振動が発生し、固体を伝搬するにつれて振動エネ
ルギーが減少するが、この減少は周波数が高い程顕著で
あるため、振動源から遠去かるにつれて高周波成分が減
少し、平均周波数が低くなる。これを定式化すると、任
意の測定地点における平均周波数ｆは（１）式で表わす
ことができる。
ただし、f0は漏水地点での平均周波数で、漏水が発生
している管種によって決まる定数である。Ｋは漏水地点
から測定地点に到たるまでの振動伝播経路に含まれる配
水管，給水管，仕切弁，消火栓，止水栓，量水器などの
給配水機材の集合、akは配水管及び給水管を振動が伝わ
るときの平均周波数の減衰係数、Ckは仕切弁，消火栓，
止水栓，量水器,T字管，十字管などのいわゆる役物を介
して振動が伝わるときの平均周波数の伝播係数、xkは減
衰係数akを有する配水管又は給水管の長さである。
している管種によって決まる定数である。Ｋは漏水地点
から測定地点に到たるまでの振動伝播経路に含まれる配
水管，給水管，仕切弁，消火栓，止水栓，量水器などの
給配水機材の集合、akは配水管及び給水管を振動が伝わ
るときの平均周波数の減衰係数、Ckは仕切弁，消火栓，
止水栓，量水器,T字管，十字管などのいわゆる役物を介
して振動が伝わるときの平均周波数の伝播係数、xkは減
衰係数akを有する配水管又は給水管の長さである。
即ち、配水管及び給水管は長さ方向の減衰があるが、
前記の役物ではそれを経由しているかいないかだけの２
者択一で、長さ要因はない。従って、配水管及び給水管
ではCk＝1,役物では、xk＝０と考える。
前記の役物ではそれを経由しているかいないかだけの２
者択一で、長さ要因はない。従って、配水管及び給水管
ではCk＝1,役物では、xk＝０と考える。
第２図の例に基づいて具体的に説明する。公道下に埋
設された配水管11より第一の給水管12が取り出され、止
水栓及び第二の給水管13を経由して量水器15の入口側に
接続される。量水器15の出口側から使用者の宅内配管16
に接続される。
設された配水管11より第一の給水管12が取り出され、止
水栓及び第二の給水管13を経由して量水器15の入口側に
接続される。量水器15の出口側から使用者の宅内配管16
に接続される。
いま、第一の給水管12上の地点18に漏水が発生してい
るとし、地点18から止水栓14までの給水管の延べ長さl1
は未知である。止水栓から量水器15までの給水管の延べ
長さl2は施工図から既知で、量水器15の直後の地点19に
振動検出器を取付けて平均周波数f4が測定されたとす
る。
るとし、地点18から止水栓14までの給水管の延べ長さl1
は未知である。止水栓から量水器15までの給水管の延べ
長さl2は施工図から既知で、量水器15の直後の地点19に
振動検出器を取付けて平均周波数f4が測定されたとす
る。
曲線21,22は、それぞれ給水管12,13に沿った任意の位
置における平均周波数の理論値である。
置における平均周波数の理論値である。
ここで、（１）式を適用すると、以下の（２），
（３），（４），（５）式が得られる。
（３），（４），（５）式が得られる。
給水管12に関して f1＝f0exp（−a1l1） （２） 止水栓14に関して f2＝C1f1 （３） 給水管13に関して f3＝f2exp（−a2l2） （４） 量水器15に関して f4＝C2f3 （５） ただし、f0は漏水地点18での平均周波数、f1,f2はそ
れぞれ止水栓14の直前と直後での平均周波数、f3は量水
器15の直前での平均周波数である。いま、（５）式に
（４）式，（３）式，（２）式を順次代入してf3,f2,f1
を消去していくと、（６）式が得られる。
れぞれ止水栓14の直前と直後での平均周波数、f3は量水
器15の直前での平均周波数である。いま、（５）式に
（４）式，（３）式，（２）式を順次代入してf3,f2,f1
を消去していくと、（６）式が得られる。
f4＝f0C1C2exp（−a1l1）・exp（−a2l2） （６） 給水管12,13の管種、及び止水栓14,量水器15の寸法は
施工図又は現場調査で確められるので、定数a1,a2,C1,C
2は既知の値である。同様に、給水管13の延べ長さl2が
既知，漏水地点18での平均周波数f0も給水管12の管種よ
り既知となるので、延べ長さl1は（７）式より求められ
る。
施工図又は現場調査で確められるので、定数a1,a2,C1,C
2は既知の値である。同様に、給水管13の延べ長さl2が
既知，漏水地点18での平均周波数f0も給水管12の管種よ
り既知となるので、延べ長さl1は（７）式より求められ
る。
これを一般化すると（８）式が得られる。
ここで、a0は漏水が発生している管の減衰係数,xは漏
水地点から測定地点方向へたどった時に、最初に出会う
異種の管又は役物などの給配水機材までの延べ長さ,lk
は（１）式におけるxkに相当するが、漏水が発生してい
る管を除く集合Ｋ′に属する。なお、集合Ｉは給配水機
材の集合である。
水地点から測定地点方向へたどった時に、最初に出会う
異種の管又は役物などの給配水機材までの延べ長さ,lk
は（１）式におけるxkに相当するが、漏水が発生してい
る管を除く集合Ｋ′に属する。なお、集合Ｉは給配水機
材の集合である。
このように、漏水地点から測定地点に至る振動の伝播
経路を構成する給配水機材の仕様、および平均周波数の
測定値を入力するだけで（８）式の関係から容易に漏水
地点を推定できる。
経路を構成する給配水機材の仕様、および平均周波数の
測定値を入力するだけで（８）式の関係から容易に漏水
地点を推定できる。
以下第２図に具体例を当てはめて説明する。図におい
て、給水管12及び13には塩ビ製の直径40mmのものを用い
ている。止水栓14と量水器15との距離は6mとする。ま
た、これら止水栓14及び量水器15等の役物の伝播係数は
0.5である。さらに、漏水地点の平均周波数f0は塩ビ管
を用いているため3KHzとなり、測定地点19のセンサーに
入力された波形の平均周波数f4が0.2KHzであるとする。
て、給水管12及び13には塩ビ製の直径40mmのものを用い
ている。止水栓14と量水器15との距離は6mとする。ま
た、これら止水栓14及び量水器15等の役物の伝播係数は
0.5である。さらに、漏水地点の平均周波数f0は塩ビ管
を用いているため3KHzとなり、測定地点19のセンサーに
入力された波形の平均周波数f4が0.2KHzであるとする。
この場合、量水器15の入側の周波数f3の値は、役物の
伝播係数が0.5であるので0.4KHzとなり、止水栓14まで
の距離が6mであることから、止水栓14の出側の周波数は
f2は0.85KHzとなり、同入側の周波数f1は、役物の伝播
係数が0.5であるため、1.7KHzとなる。ここで、漏水地
点に生じている平均周波数f0は、前述のように既知の値
3KHzであるため、止水栓14までの未知の距離は、塩ビ管
の固有の周波数減衰特性から3mと推定される。
伝播係数が0.5であるので0.4KHzとなり、止水栓14まで
の距離が6mであることから、止水栓14の出側の周波数は
f2は0.85KHzとなり、同入側の周波数f1は、役物の伝播
係数が0.5であるため、1.7KHzとなる。ここで、漏水地
点に生じている平均周波数f0は、前述のように既知の値
3KHzであるため、止水栓14までの未知の距離は、塩ビ管
の固有の周波数減衰特性から3mと推定される。
第１図の実施例は、専用装置として構成することがで
きる他、パーソナルコンピュータとキーボード，ディス
プレイ装置，プリンタなどで構成することもできる。
きる他、パーソナルコンピュータとキーボード，ディス
プレイ装置，プリンタなどで構成することもできる。
第３図の実施例は、振動センサ８によって計測された
交流信号から平均周波数を算定する平均周波数測定装置
９の出力を平均周波数入力手段１と伝送ライン７を介し
て結びオンライン化した例である。第４図の実施例は平
均周波数測定部９と漏水検出部10と組み合せて一体化し
た漏水位置推定装置で、平均周波数入力手段１は省略で
きる。
交流信号から平均周波数を算定する平均周波数測定装置
９の出力を平均周波数入力手段１と伝送ライン７を介し
て結びオンライン化した例である。第４図の実施例は平
均周波数測定部９と漏水検出部10と組み合せて一体化し
た漏水位置推定装置で、平均周波数入力手段１は省略で
きる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、漏水地点から測定地点
に至る振動の伝播経路を構成する給配水機材の仕様、お
よび平均周波数の測定値を入力するだけで、個人差なく
容易に漏水地点を推定することができる。
に至る振動の伝播経路を構成する給配水機材の仕様、お
よび平均周波数の測定値を入力するだけで、個人差なく
容易に漏水地点を推定することができる。
第１図は本発明による漏水位置推定装置の一実施例を示
すブロック説明図、第２図は漏水位置推定の原理説明
図、第３図および第４図は本発明の他の実施例を示すブ
ロック説明図である。 １……平均周波数入力手段 ２……給配水機材仕様入力手段 ３……定数ファイル ４……演算手段 ５……出力手段。
すブロック説明図、第２図は漏水位置推定の原理説明
図、第３図および第４図は本発明の他の実施例を示すブ
ロック説明図である。 １……平均周波数入力手段 ２……給配水機材仕様入力手段 ３……定数ファイル ４……演算手段 ５……出力手段。
Claims (1)
- 【請求項１】給配水管の所定位置で測定された漏水によ
る振動の平均周波数測定値を入力する平均周波数入力手
段と、 漏水地点から周波数測定地点に至る振動伝播経路を構成
する管路及び役物からなる給配水機材の仕様を入力する
給配水機材仕様入力手段と、 各種給配水機材に固有の平均周波数減衰係数及び伝播係
数を記憶している定数ファイルと、 漏水の生じた管路の材質により決まる漏水地点での平均
周波数、前記測定地点で測定された平均周波数、前記給
配水機材仕様入力手段により入力された給配水機材仕様
により決まる平均周波数減衰係数及び前記役物の有無に
より決まる伝播係数により、前記測定地点から漏水地点
までの距離を算出する距離演算手段と、 この算出された距離によって推定される漏水位置を出力
する漏水位置出力手段と、 を備えたことを特徴とする漏水位置推定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63088085A JP2575790B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 漏水位置推定装置 |
| US07/325,842 US5031446A (en) | 1988-04-12 | 1989-03-20 | Water leakage position estimating system |
| KR1019890004744A KR920007634B1 (ko) | 1988-04-12 | 1989-04-11 | 누수위치 추정장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63088085A JP2575790B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 漏水位置推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01260341A JPH01260341A (ja) | 1989-10-17 |
| JP2575790B2 true JP2575790B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=13933027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63088085A Expired - Fee Related JP2575790B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 漏水位置推定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5031446A (ja) |
| JP (1) | JP2575790B2 (ja) |
| KR (1) | KR920007634B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363693A (en) * | 1992-08-19 | 1994-11-15 | Union Camp Corporation | Recovery boiler leak detection system and method |
| DE4227458A1 (de) * | 1992-08-19 | 1994-02-24 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Ultraschall-Leckage-Ortung |
| DE4227459A1 (de) * | 1992-08-19 | 1994-02-24 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Ultraschall-Leckage-Ortung |
| DE4227460A1 (de) * | 1992-08-19 | 1994-02-24 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Kalibrierung bei der Ultraschall-Leckage-Ortung |
| US6128946A (en) * | 1997-06-26 | 2000-10-10 | Crane Nuclear, Inc. | Method and apparatus for on-line detection of leaky emergency shut down or other valves |
| US20070068225A1 (en) | 2005-09-29 | 2007-03-29 | Brown Gregory C | Leak detector for process valve |
| US10067092B2 (en) | 2015-12-18 | 2018-09-04 | Mueller International, Llc | Noisemaker for pipe systems |
| US10267774B2 (en) | 2016-02-29 | 2019-04-23 | Mueller International, Llc | External noisemaker for pipe systems |
| US11384635B2 (en) | 2016-09-20 | 2022-07-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole acoustic leak detection and profiling |
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| JPS5416234A (en) * | 1977-03-23 | 1979-02-06 | Nakada Takako | Ballpoint pen chip comprising elastic synthetic resin |
| JPS5846694A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-18 | 株式会社日立製作所 | 印刷配線基板の配線パタ−ン接続構造 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3626750A (en) * | 1970-01-09 | 1971-12-14 | Us Water Conservation Corp | Leak detection in underground water system |
| JPS56168527A (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-24 | Tokyo Gas Co Ltd | Method for detecting leaking point in pipeline |
| JPS58168934A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | Hitachi Ltd | 流体の漏洩検出方法とその装置 |
-
1988
- 1988-04-12 JP JP63088085A patent/JP2575790B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-20 US US07/325,842 patent/US5031446A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-04-11 KR KR1019890004744A patent/KR920007634B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5031446A (en) | 1991-07-16 |
| KR920007634B1 (ko) | 1992-09-09 |
| KR890016396A (ko) | 1989-11-29 |
| JPH01260341A (ja) | 1989-10-17 |
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