JP2907921B2 - 弁漏洩監視装置 - Google Patents

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、流体をリーク時に弁シート部等から発生す
る超音波を音響センサを使用して測定し、リークの有無
とリーク量を推定する弁漏洩監視装置に関する。

（従来の技術） 発電プラントや化学プロセスプラント等の各種プラン
トにおいては、プラントのコントロールのために多数の
弁が配置され、流量、圧力、温度の制御や系統分離等の
用途に使用されている。

これらの弁の内、特にプラントの通常運転中に比較的
高い圧力の流体を遮断する用途に使用される弁には、リ
ークを防止するため遮断性能が要求される。

このような弁に、例えば異物の噛み込みやシート部の
欠陥等によってリークが生じると、流体が損失する上、
高圧の流体が長い間流れ続けた場合には、初期に発見で
きれば異物の除去や簡単な修理等によって再び使用でき
るものも使用不能になったり、修理に多大な手数を要す
ることになる。また、流体のリークはプラントの運転効
率を低下させ、結果的にプラントの運転コストを増大さ
せることになる。

そこで従来から、弁の流体リークを早期に発見するた
めに弁漏洩監視装置が使用されている。従来の弁漏洩監
視装置の構成例を第２図に示す。

同図において、弁１に設置した音響センサ２により検
出されたリーク信号は、信号増幅装置３により増幅およ
びフィルタリングされ、さらに信号処理装置４内で実効
値ａに加工され、演算装置５に入力される。

演算装置５内に入力された信号は、入力手段６を介し
てリーク判断手段７に導入され、リークの有無を判断さ
れる。その結果、“リーク有り”と判断された場合は、
リーク量サーチ手段８によりリーク量の算出が行なわ
れ、表示手段９によりリークの有無およびリーク量を出
力装置10に表示する。

リーク量サーチ手段８にはリーク量データベース11が
連結されている。リーク量サーチ手段８は、入力された
リーク信号の実効値ａを基に、リーク量データベース14
をサーチし、リーク量を算出する。

ところで、発電プラント等で使用されている一般の弁
におけるリーク音とリーク量との関係は、リーク音が増
加すると、それに従いリーク量も増加する傾向にある。
すなわち、リーク量はリーク音の単調増加関数と見るこ
とができる。

このリーク量とリーク音との関係を第３図に示す。ま
た、第３図のリーク量ｘ（kg/H）とリーク音ｙ（dB）と
の関係を整理した結果を第１表に示す。

リーク量データベース11は第１表の内容をデータとし
て蓄積している。第２図のリーク量サーチ手段８では、
リーク量データベース11より実効値ａに最も近いリーク
音をy1〜ynの中から選出し、それに対応したリーク量を
サーチする処理を行う。サーチ順を模式的に書くとａ→
ｙ→ｘとなる。

ここで、第３図に示すリーク音とリーク量との関係
は、各弁について弁固有のものであるから、リーク量デ
ータベース11の（x,y）の数値は弁により当然異なる。
この場合、リーク量サーチ手段８を変更することなく、
データベース11のx,yの数値を変更するだけで、どのよ
うな弁にも対応できることになる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、弁漏洩監視装置によれば、弁全閉時
に漏洩が発生すると、第３図に示すリーク音とリーク量
の関係からリーク量を求め、漏洩の有無の判断と共に、
リーク量を表示することができる。

しかしながら、弁の種類によっては、例えばBFP再循
環弁のように、リーク量が増加してくるとリーク音が低
下する傾向を示すものがある。これは弁の２次側が多段
オリフィス構造になっていることに起因する。第４図の
曲線Ａは、リーク量が増加してくるとリーク音が低下す
る傾向を示す弁におけるリーク音ｙとリーク量ｘとの関
係を示す。

この様な傾向を示す弁におけるリーク量の算出につ
き、以下に説明する。

リーク量データベース11には、第４図に示したような
リーク音とリーク量との関係を格納する必要があるが、
既述したようにリーク量データベース11の構成は第１表
に示したようになっているため、この表の（x,y）に第
４図のリーク量とリーク音との関係をあてはめることに
なる。この場合、次の２つの方法が考えられる。

（Ｉ）第４図のリーク音とリーク量との関係を単調増加
関数に近似してデータベース化する。

（II）第４図のリーク音とリーク量との関係をそのまま
データベース化する。

これらの方法の詳細と問題点を説明する。

（Ｉ）の方法の場合 単調増加関数の近似曲線を第４図中の曲線Ｂとする
と、この近似曲線Ｂをデータベース化し、リーク量デー
タベース11に格納し、弁漏洩監視装置により監視を行な
った場合のリーク量の算出結果を第２表に示す。この表
は弁漏洩監視装置から算出されたリーク量と実際のリ
ーク量（第４図の曲線Ａ）との比較を行ったものであ
る。

第２表から明らかなように、リーク音がy1,y3の場合
は、弁リーク監視装置から算出されるリーク量x1′,x
3′の方が実際のリーク量x1,x3より大きくなっている。

一方、リーク音がy2の場合は、弁リーク監視装置から
求まるリーク量x2′は、リーク音が上昇傾向の場合は実
際のリーク量x21より大きくなるが、リーク量が増加し
てリーク音が下降傾向になった場合は実際のリーク量x2
2より小さくなっている。

以上のように、第４図の曲線Ａを単調増加関数Ｂで近
似した場合には、弁リーク監視装置から算出されるリー
ク量は実際のリーク量とかなり異なり、正確な値を算出
することができない。

（II）の方法の場合 この方法は、第４図の曲線Ａをそのままデータベース
化し、リーク量データベース11に格納するものである
が、この場合のリーク量データベー第11の構成を第３表
に示す。なお、この表中の記号は第４図の記号と対応し
ている。

第４図中の曲線Ａにおいて、リーク音がy1付近まで
は、１点のリーク音ｙに対して１点のリーク量ｘが定ま
るが、それ以後は、１点のリーク音に対して２点のリー
ク量が該当することになる。また曲線Ａの頂点において
は、リーク音y3に対してリーク量x3が１点のみ定まるこ
とになる。

このようなリーク量データベースの構成では、第２図
のリーク量サーチ手段８におおいて、あるリーク音に対
してリーク量が２点ある場合があるためリーク量が定ま
らず、あるリーク音に対してリーク量を特定できないこ
とになる。

以上説明したように、リーク量が増加してくるとリー
ク音が減少する傾向のある弁においては、（II）の方法
ではリーク量を算出できないため、算出リーク量が正確
でなくても、リーク音／リーク量曲線を単調増加曲線で
近似する（Ｉ）の方法を採らざるを得ないのが実状であ
る。

従って、従来の弁漏洩監視装置では、BFP再循環弁の
ような、リーク量が増大してくるとリーク音が低下する
弁については、正確なリーク量を推定することができ
ず、実際はリーク量が増加しているにも拘らず、弁漏洩
監視装置から出力されるリーク量は小さくなっている場
合があり、そのまま運転を続けてしまうと、弁のシート
部の損傷が拡大し、ひいては大きなプラント損失をもた
らすという欠点があった。

本発明はこのような問題点を解決すべくなされたもの
で、弁の２次側が多段オリフィス構造になっている等の
理由でリーク量が増大してくるとリーク量が低下する傾
向を持つ弁に対しても、リーク量を正確に推定できる機
能を有する弁漏洩監視装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の弁漏洩監視装置は、弁またはその近傍に設置
した音響センサと、この音響センサにより検出されたリ
ーク信号を増幅する信号増幅装置と、この信号増幅装置
の出力信号を実効値に変換する信号処理装置と、この信
号処理装置からのリーク信号の実効値を用いてリークの
有無およびリーク量を求める演算装置とを備えた弁漏洩
監視装置において、前記演算装置は、前記リーク信号の
実効値を入力し、予め格納されている基準値と比較する
ことによりリークの有無を判断するリーク判断手段と、
前記リーク信号の高周波部の特定周波数帯域の実効値の
大きさが全帯域の実効値の大きさに対して所定比率より
大きいか否かでリーク音傾向が減少傾向か増加傾向かを
判断するリーク音傾向判断手段と、前記リーク信号の実
効値の大きさに対応するリーク音減少傾向のときのリー
ク量データおよび増加傾向のときのリーク量データを蓄
えたリーク量データベース手段と、前記リーク音傾向判
断手段から得られた結果を用い、リーク音傾向が減少傾
向と判別したとき前記リーク信号の実効値の大きさに対
応するリーク音減少傾向のときのリーク量データをサー
チし、一方リーク音傾向が増加傾向と判別したとき前記
リーク信号の実効値の大きさに対応するリーク音増加傾
向のときのリーク量データをサーチするリーク量サーチ
手段と、前記リーク判断手段により判断したリークの有
無および前記リーク量サーチ手段によりサーチしたリー
ク量を出力する表示手段とを有することを特徴とするも
のである。

（作用） 上述のように構成した本発明の弁漏洩監視装置におい
ては、弁またはその近傍に設置した複数個の音響センサ
により検出されたリーク信号は信号増幅装置により増幅
及びフィルタリングされ、信号処理装置内で周波数解析
され、さらに実効値に加工されて演算装置に入力され
る。この演算装置では、リーク判断手段により、入力さ
れた信号実効値を、予め格納されている基準実効値と比
較することにより、リークの有無を判断し、“リーク有
り”の場合は、リーク音傾向判断手段によりリーク音が
増加傾向にあるか、減少傾向にあるかを判断し、その結
果を用いて、リーク量サーチ手段で、リーク量の増加に
伴ってリーク音が増加する増加曲線またはリーク量の増
加に伴ってリーク音が減少する減少曲線のどちらかをよ
っていてリーク量の算出を行う。この算出結果は出力装
置へ表示される。

前記のリーク音傾向判断手段では、次の方法のいずれ
か一つまたは二つ以上の組合わせにより、リーク音が増
加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断する。

（１）入力信号のスペクトラムの特定周波数帯域に着目
する。

（２）弁全閉時からの弁近傍の配管温度に着目する。

（３）弁または近傍に設置した複数個のリーク音のそれ
ぞれのレベルに着目する。

（実施例） 次に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。な
お、これらの図において、第２図ないし第４図における
と同一部分には同一符号を付してある。

第１図は本発明による弁漏洩監視装置の第１実施例を
示す構成図である。

第１図において、１は発電プラント等に設置されてい
る弁、２は弁１からのリーク信号を検出する音響セン
サ、３は音響センサ２により検出されたリーク信号を増
幅すると共にフィルタリングする信号増幅装置、４はリ
ーク信号を周波数解析して、その実効値ａを求める信号
処理装置である。

演算装置20は信号処理装置４で算出されたリーク信号
の実効値ａを入力し、各種処理をし、出力装置10へ結果
を表示するもので、前述と同様の入力手段６、リーク判
断手段７、リーク量サーチ手段８、表示手段９の他、リ
ーク音傾向判断手段21、減少用リーク量データベース22
および増加用リーク量データベース23から構成されてい
る。

次に、上記構成の本発明の作用を、リーク量が増加す
るとリーク音が減少する傾向を示すBFP再循環弁に適用
した場合を例に説明する。

第１図において、音響センサ２により検出されたリー
ク信号は、信号増幅装置３により増幅及びフィルタリン
グされた後、信号処理装置４へ入力され、周波数分析さ
れる。

次に、周波数分析された周波数スペクトルの特徴につ
いて説明する。

本実施例では対策弁としてBFP再循環弁を使用してい
るが、この弁は既に説明した様に、第４図の曲線Ａのよ
うな傾向を示すものである。

この曲線Ａの上昇過程と下降過程における周波数スペ
クトルには、ある条件下で第５図、第６図に示すような
特徴が表れている。

即ち、第５図のリーク音の上昇過程に対し、リーク音
の下降過程（リークが進んでリーク量が大きくなってい
る場合）のスペクトルは、第６図に示すように、400kHz
より上の周波数帯域においてリーク音が高めに出てい
る。換言すれば、リーク音上昇時の第５図のスペクトル
に比べ、第６図のリーク音下降時のスペクトルは高周波
帯域で高レベルとなっている。

以上の特徴から、リーク音スペクトルに着目すること
により、リーク音が上昇過程か、下降過程かの判断を行
なうことができる。

この判断を行う準備のため、信号処理装置４では、周
波数分析後全域の実効値ａと、０〜400kHzの実効値rms1
および40kHz〜1,000kHzの実効値rms2の算出を行う。こ
こで実効値rms1,rms2とは、各周波数帯域におけるリー
ク音スペクトルの２乗平均の平方根rms（root mean squ
are value）である。

以上のようにして算出された実効値a,rms1,rms2は演
算装置20へ入力される。

次に、演算装置20の作用を、その処理の流れを示す第
７図を参照して説明する。

演算装置20では、リーク信号のスペクトル全域の実効
値ａと、０〜400kHz帯域の実効値rms1および400kHz〜1,
000kHz帯域の実効値rms2を入力する（201）と、リーク
信号の実効値ａを、予めセットしてあるリーク音の基準
実効値ｂと比較し（202）、実効値ａが基準実効値ｂよ
りも大きい場合は、リーク有りと判定し、リーク量の算
出（203）等、以下の処理を行う。ステップ（202）にお
いてリーク信号の実効値ａがリーク音の基準実効値ｂよ
り小さい時は、以下の処理は行わず、直接、表示処理
（211）へ移行する。

ステップ（202）では、リーク有り、リーク無しの判
断が行われるが、その結果は、例えばリーク有りの場合
は“leak:1"、リーク無しの場合は“leak:0"というよう
にして保存される。

上述のステップ（201）、（202）は第１図のリーク判
断手段７において実行される。

次に、高周波部の実効値rms2が全帯域（rms1＋rms2）
に対してどの位の比率になっているかを計算する（20
3）。

続いて、ステップ（204）では、スペクトル判定デー
タベース30を用いて判定値サーチが行われる。

ここで、第７図中のスペクトル判定データベース30に
ついて説明する。

スペクトル判定データベース30の構成を第４表に示
す。この表は、幅をもたせた各リーク音の全域実効値ａ
に対応するしきい値Ｓ［rms2/（rms1＋rms2）の判定
値］を示したものである。

このようにリーク音レベルにより、しきい値Ｓを各々
設ける理由は、スペクトルのレベルおよび形が各リーク
音レベルによってそれぞれ違っているからである。

スペクトル判定データベース30は、rms2/（rms1＋rms
2）の値が第４表のＳ以上（高周波レベル大）であれ
ば、“リーク音が減少過程”あると判断し、Ｓより小
（高周波レベル小）であれば、“リーク音は増加過程”
であると判断する。即ち、高周波域レベル（rms2）が大
きいか小さいかで、リーク音が上昇傾向にあるか、下降
傾向にあるかの判断が行なえる。

ステップ（204）にてスペクトラム判定データベース3
0をサーチする。即ち、入力リーク実効値ａが第４表の
左欄のどの範囲に入っているかを選択し、その判定値Ｓ
をサーチする。

次に、ステップ（203）にて求めた Ａ＝rms2/（rms1＋rms2） とＳとを比較（205）して、Ａ≦Ｓの場合は、リーク音
増加過程となり、キー変数をKEY←１にセットする（20
6）。Ａ＞Ｓの場合は、リーク音減少過程となり、キー
変数をKEY←０とする（207）。

以上のステップ（203）、（204）、（205）、（20
6）、（207）の処理が、第１図のリーク音傾向判断手段
21の機能である。

次に、ステップ208において、キー変数がKEY＝１の場
合、即ちリーク音が増加傾向にある場合は、増加用リー
ク量データベース23を用いてリーク量をサーチする（20
9）。

さて本実施例では、対策弁はBFP再循環弁であるの
で、リーク量が増大するとリーク音が減少する傾向を示
す。このリーク量とリーク音の関係は既に説明したよう
に、第４図の曲線Ａで与えられている。この曲線Ａを増
加部分と減少部分にそれぞれ分け、リーク音が増加して
いる場合は増加部分を用いて、リーク音が減少傾向にあ
る場合は減少部分を用いてそれぞれリークを算出する。

以下、この処理を説明する。

第８図は、第４図の曲線Ａのリーク音が増加している
部分を抜き出したものであり、この関係をデータベース
化したものが、第１図の増加用リーク量データベース23
でる。

→増加用リーク量データベース23の構成を第５表に示
す。

このデータベースでは、リーク音がa1→a5と増加する
と、それに伴いリーク量もb1→b5と増加している。

ステップ（209）では、増加用リーク量データベース2
3をアクセスし、リーク信号の実効値ａに最も近いリー
ク音をまず選出し、そのリーク音に対応するリーク量を
サーチする。この様にしてリーク音が増加する場合のリ
ーク量が決定される。

一方、ステップ（208）でキー変数がKEY＝１でない場
合（KEY≠０の時）は、リーク音が減少傾向にある時で
ある。この場合は、減少用リーク量データベース22によ
りリーク量をサーチすることになる（210）。

ここで、減少用リーク量データベース22の構成につい
て説明する。

第９図は、第４図の曲線Ａのリーク音が減少している
部分が抜き出したもので、これをデータベース化したも
のが減少用リーク量データベース22であり、第６表にそ
の構成を示す。

このデータベースでは、リーク音はa6→a8と減少して
いくが、それに対応するリーク量はb6→b8と増加してい
る。ステップ（210）では、減少用リーク量データベー
ス22をアクセスし、リーク信号の実効値ａに最も近いリ
ーク音を選出し、そのリーク音に対応したリーク量をサ
ーチする。このようにしてリーク音が減少する場合のリ
ーク量が決定される。

以上説明したステップ（208）、（209）（210）の処
理が第１図のリーク量サーチ手段８の機能である。

次に、ステップ（202）で判断したリークの有無と、
ステップ（209）または（210）で求めたリーク量を出力
装置10へ表示する処理を行う（211）。このステップ（2
11）の処理は、第１図の表示手段９の機能である。

続いて、次の信号入力（リーク量の実効値）があるか
否かを判断し（212）、ある場合はステップ（201）に戻
り、処理を繰返す。また、ステップ（212）で次の信号
入力がない場合は、処理を終了する。

上述のような構成および機能の本実施例の弁漏洩監視
装置によれば、BFP再循環弁のようにリーク量が増加し
てくるとリーク音が減少する弁についても、正確にリー
ク量を推定できる効果がある。また各弁によりリーク音
とリーク量の関係はそれぞれ違っているのは当然である
が、本実施例の増加用リーク量データベース23および減
少用リーク量データベース22の数値を変更すれば、どの
ような弁にも対応できることは言うまでもない。また、
常にリーク音が増加する傾向の弁に対しても、本実施例
の増加用リーク量データベース23のみを使用すれば勿論
対応可能である。

従って、本実施例の弁漏洩監視装置には、いかなる弁
に対しても、正確にリーク量を推定することができ、弁
の損傷状態を常に正確に把握できるという効果がある。

次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、
以下の説明においては、第１実施例の構成（第１図）と
同様な箇所には同じ符号を付し、説明は省略する。

第10図は、本発明の第２実施例を示す。

同図において、31は弁１またはその近傍に設置した温
度センサであり、32は弁１の全閉信号である。

信号処理装置33は、信号増幅装置３で増幅された信号
の周波数解析を行い、全帯域についての実効値の算出の
みを行う。またリーク音傾向判断手段34は、温度センサ
31によって検出された弁近傍の配管温度より、リーク音
が増加傾向にあるか減少傾向にあるかの判断を行うもの
である。

以下、第11図をもとに、演算装置30の処理の流れを説
明する。

第11図中、第７図と同様の処理を行う部分には同じ符
号を付し、説明は省略する。

ステップ（301）にてリーク信号の実効値ａおよび温
度センサ31からの温度信号Ｔを読み込む。

リーク音傾向判断手段34では、ステップ（303）、（3
04）、（305）、（206）、（207）を実行する。

まず、ステップ（403）にて弁全閉時からの経過時間
のサーチを行う。ここで、弁１の全閉時からの弁近傍の
配管温度変化について第12図を参照して説明する。

弁を全閉にすると、流体の流れが遮断されるため、全
閉後時間が経過するにつれて、配管温度は徐々に下が
り、弁にリークがない場合、またはリーク量がそんなに
多くない場合は、第12図の曲線Ａのような変化を示し、
一定温度に到達する。

しかし弁のリーク量が多くなると、プラント負荷と共
に配管温度は変化し、温度はリーク小またはリーク無し
と比べ低下しなくなる。本実施例のBFP再循環弁の場合
は、第４図の曲線Ａにおけるリーク音上昇過程では、第
12図の曲線Ａの配管温度傾向となり、第４図曲線Ａにお
けるリーク音低下過程では、配管温度は第12図の曲線Ｂ
の傾向を示す。

第12図の関係に、曲線Ｃで示すしきい値SKを設ける。
このしきい値SKは時間と共に変化する。

ここで、温度センサ31により計測した配管温度Ｔがし
きい値SKを越えていれば、第12図の曲線Ｂの傾向とみな
し、リーク音は低下傾向にあると判断する。また、配管
温度Ｔがしきい値SKより小さい場合は、第12図の曲線Ａ
の傾向と見なし、リーク音は上昇傾向にあると判断す
る。弁全閉時からの経過時間ｔとしきい値SKとの関係を
データベース化したものの構成例を第７表に示す。

また、弁全閉時からの経過時間ｔについては、第10図
の弁全閉信号32が演算装置30へ入力された時からの経過
時間を記憶し、経過時間格納メモリ（第11図の35）へ格
納しておくものとする。

さて、第11図のステップ（303）にて上記格納メモリ3
5をサーチして経過時間ｔを求めた後、配管温度しきい
値データベース36（内容は第７表）にアクセスし、経過
時間ｔに最も近い経過時間に対応したしきい値SKをサー
チする（304）。

次に、サーチされたしきい値SKと、入力温度信号Ｔと
の比較を行い（405）、Ｔ≦SKの場合はリーク音上昇傾
向となりKEY←１（206）とし、Ｔ＞SKの場合はリーク音
減少傾向となりKEY←０（207）とする。

次に第３実施例について説明する。

第13図に第３実施例の構成を示す。

同図において、41は弁前（上流側）に設置した音響セ
ンサ、42はスキャナ、43は、音響センサ41,2からの入力
信号を周波数分析し、実効値を算出する信号処理装置で
ある。スキャナ42は入力信号の選択を行うものであり、
音響センサ41,2からの信号を順次取込む。

信号処理装置43は、音響センサ41,2からの信号を順番
に処理（周波数解析及び実効値の算出）し、処理結果の
実効値（音響センサ２からの信号の実効値をa,音響セン
サ41からの信号の実効値をafとする）を演算装置40へ送
る。

リーク音傾向判断手段44では、音響センサ２と41のレ
ベルの比較を行い、リーク音が増加傾向にあるか減少傾
向にあるかの判断を行う。

以下、演算装置40の処理の流れを第14図を参照して説
明する。

ステップ（401）にて、音響センサ2,41からの実効値
信号a,afを入力する。

第13図の弁前に設置した音響センサ41と弁体に設置し
た音響センサ２の信号レベル（実効値afとａ）の関係
は、第４図の曲線Ａに関連づけて説明すると次のように
なる。即ち、第４図の曲線Ａの、リーク音上昇中（リー
ク量が比較的少ない間）は、ある条件下では実効値信号
ａとafはほぼ同じ位の大きさを示すが、リーク音下降中
（リークが大きくなる）は弁前のレベルafが弁体のレベ
ルａよりも小さくなってくる。従って、実効値信号afが
ａよりもある一定の値εだけ小さくなった時に、リーク
音が下降し始めたと判断する。この関係をステップ（40
2）、（403）、（404）に示している。

即ち、始めはリーク音は上昇するのでKEY←１とセッ
トしておき（402）、実効値信号afがある値より小さく
なったら（403）、リーク音下降のキーをセット（KEY←
０）する（404）。

上記の処理ステップ（402）、（403）、（404）がリ
ーク音傾向判断手段44の機能である。

本実施例では、音響センサを弁前と弁体に設置した
が、弁体、弁後あるいは弁前、弁体、弁後に音響センサ
を取付けても各弁のリークレベルの差より判断し、同様
な処理を行なえることはいうまでもない。

以上、本発明の第２、第３の実施例について説明した
が、この２つの実施例についても、第１実施例とほぼ同
様の効果が得られる。

以上で第１、第２、第３実施例ついて説明したが、こ
れらを組合わせてリーク音傾向の増減の判断を行う事も
勿論可能である。

以下、組合わせた例について述べる。

先ず、第１実施例（第１図）と第２実施例（第10図）
を組合わせた場合には、スペクトラムによる判断と配管
温度による判断の両方で、リーク音が増加傾向にあるか
減少傾向にあるかをとらえることができる。この場合、
配管温度による判断は、第12図の曲線A,Bからも推察で
きるように、弁全閉後の経過時間が極端に短い場合は、
しきい値SKによる判断では正確性に欠ける場合がある。
従ってスペクトラムと配管温度の両方から判断する場合
は、弁全閉後からの時間が極端に短い場合は、スペクト
ラムのみで判断するようにすることも考慮する。具体的
には、先ず弁全閉時からの経過時間がある一定の値を超
えているものについては、第11図のステップ（304）、
（305）、（206）、（207）の処理を行う。この際、弁
全閉時からの経過時間が一定値を超えていないものは、
以上の（304）〜（207）の処理は行わない。

続いて、第７図のステップ（203）、（204）、（20
5）、（206）、（207）を実行する。そして例えば、温
度による判断とスペクトラムによる判断結果が一致すれ
ば、その一致した結果をリーク音の傾向と判断し、一致
しない場合は、前回判断した傾向と同じリーク音の傾向
とみなすという事もできる。

次に第１実施例（第１図）と第３実施例（第13図）を
組合わせた場合について説明する。この場合、第13図に
示すように、弁前にも音響センサ41をつけ、音響センサ
の取付け位置による判断と第１実施例のスペクトラムに
よる判断を両方実行する。

リーク音傾向判断手段では、例えば先ず、第14図のス
テップ（402）、（403）、（404）を実行し、次に第７
図のステップ（203）、（204）、（205）、（206）、
（207）を実行する。

このように音響センサの取付け位置によるリーク音レ
ベルの違いおよびスペクトラムに注目したものの両方
で、リーク音の増減傾向を判断することにより、信頼性
が向上する。

さらに第２実施例（第10図）と、第３実施例（第13
図）とを組合わせた場合を説明する。

この場合は、既述したように第２実施例の温度変化に
よる判断は、弁全閉後、一定時間経過後に行うのが望ま
しい。リーク音傾向判断手段の処理としては、例えば先
ず、第11図のステップ（303）、（304）、（305）、（2
06）、（207）を実行し、次に第７図のステップ（20
3）、（204）、（205）、（206）、（207）を実行す
る。

以上説明したように、２つの判断によりリーク音が増
加傾向にあるか減少傾向にあるかを判断することは、一
つの判断による場合より、信頼性が向上する。

更には、リーク信号のスペクトルに着目したもの、弁
全閉後の配管温度の傾向に着目したもの、音響センサの
取付け位置によるリーク信号レベルの差に着目したもの
の全てを総括してリーク音の増減傾向を判断することも
可能である。例えば、この場合３つの方法が全て同じ結
果を示した時にのみ、その判断を正とすれば、リーク音
の増減傾向の判断信頼性が大幅に向上する。

また、３つの方法の判断結果に重み係数を付けて、こ
れらの係数の総和により判断することもできる。この場
合は３つの方法のそれぞれの信頼度を考慮して、リーク
音の増減傾向を判断できる。

以上説明したように、第1,2,3の実施例を組合わせる
ことにより、リーク音が増加傾向にあるか減少傾向にあ
るかの判断の信頼性が非常に向上し、また３つの方法の
長所、短所をそれぞれ考慮して判断が行なえるようにな
る。その結果、リーク量の推定の精度も向上することに
なる。

また、ここまで述べてきた第1,2,3実施例の説明で
は、簡略のため、１回の入力信号により判断を行ってい
るが、実際は入力信号にバラツキがあるので、信号を複
数回入力し、その信号を平均した結果を用いて判断する
等の処理をすることにより、判断の精度の一層向上させ
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の弁漏洩監視装置によれ
ば、発電プラント等に使用されているいかなる弁につい
ても正確にリーク量を把握することができる。従って、
弁の損傷を早期に予防でき、ひいては弁リークによるプ
ラント効率の低下を防止することができ、信頼性のある
プラント運用を可能にするという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる弁漏洩監視装置の第１実施例の
構成図、第２図は従来の弁漏洩監視装置の構成図、第３
図と第４図はリーク音とリーク量の関係を示す説明図、
第５図はリーク音上昇時のスペクトラム、第６図はリー
ク音下降時のスペクトラム、第７図は第１実施例の演算
装置の処理を表す流れ図、第８図はリーク音が増加傾向
にある場合のリーク音／リーク量の関係を示すグラフ、
第９図はリーク音が減少傾向にある場合のリーク音／リ
ーク量の関係を示すグラフ、第10図は第２実施例の弁漏
洩監視装置の構成図、第11図は第２実施例の演算装置の
処理を表す流れ図、第12図は弁全閉後の温度変化を示す
グラフ、第13図は第３実施例の弁漏洩監視装置の構成
図、第14図は第３実施例の演算装置の処理を表す流れ図
である。 １……弁 ２、41……音響センサ ５、20、30、40……演算装置 11……リーク量データベース 22……減少用リーク量データベース 23……増加用リーク量データベース 31……温度センサ 42……スキャナ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁またはその近傍に設置した音響センサ
   と、この音響センサにより検出されたリーク信号を増幅
   する信号増幅装置と、この信号増幅装置の出力信号を実
   効値に変換する信号処理装置と、この信号処理装置から
   のリーク信号の実効値を用いてリークの有無およびリー
   ク量を求める演算装置とを備えた弁漏洩監視装置におい
   て、 前記演算装置は、前記リーク信号の実効値を入力し、予
   め格納されている基準値と比較することによりリークの
   有無を判断するリーク判断手段と、 前記リーク信号の高周波部の特定周波数帯域の実効値の
   大きさが全帯域の実効値の大きさに対して所定比率より
   大きいか否かでリーク音傾向が減少傾向か増加傾向かを
   判断するリーク音傾向判断手段と、 前記リーク信号の実効値の大きさに対応するリーク音減
   少傾向のときのリーク量データおよび増加傾向のときの
   リーク量データを蓄えたリーク量データベース手段と、 前記リーク音傾向判断手段から得られた結果を用い、リ
   ーク音傾向が減少傾向と判別したとき前記リーク信号の
   実効値の大きさに対応するリーク音減少傾向のときのリ
   ーク量データをサーチし、一方リーク音傾向が増加傾向
   と判別したとき前記リーク信号の実効値の大きさに対応
   するリーク音増加傾向のときのリーク量データをサーチ
   するリーク量サーチ手段と、 前記リーク判断手段により判断したリークの有無および
   前記リーク量サーチ手段によりサーチしたリーク量を出
   力する表示手段とを有することを特徴とする弁漏洩監視
   装置。
2. 【請求項２】弁またはその近傍に設置した第１の音響セ
   ンサと、この第１の音響センサにより検出された第１の
   リーク信号を増幅する信号増幅装置と、この信号増幅装
   置の出力信号を実効値に変換する信号処理装置と、この
   信号処理装置からの第１のリーク信号の実効値を用いて
   リークの有無およびリーク量を求める演算装置とを備え
   た弁漏洩監視装置において、 前記第１の音響センサより弁の上流側に第２の音響セン
   サを設置するとともに、 前記演算装置は、前記第１のリーク信号の実効値を入力
   し、予め格納されている基準値と比較することによりリ
   ークの有無を判断するリーク判断手段と、 前記第２の音響センサからの第２のリーク信号の実効値
   が前記第１のリーク信号の実効値より所定値以上小さい
   か否かでリーク音傾向が減少傾向か増加傾向かを判断す
   るリーク音傾向判断手段と、 前記第１のリーク信号の実効値の大きさに対応するリー
   ク音減少傾向のときのリーク量データおよび増加傾向の
   ときのリーク量データを蓄えたリーク量データベース手
   段と、 前記リーク音傾向判断手段から得られた結果を用い、リ
   ーク音傾向が減少傾向と判別したとき前記第１のリーク
   信号の実効値の大きさに対応するリーク音減少傾向のと
   きのリーク量データをサーチし、一方リーク音傾向が増
   加傾向と判別したとき前記第１のリーク信号の実効値の
   大きさに対応するリーク音増加傾向のときのリーク量デ
   ータをサーチするリーク量サーチ手段と、 前記リーク判断手段により判断したリークの有無および
   前記リーク量サーチ手段によりサーチしたリーク量を出
   力する表示手段とを有することを特徴とする弁漏洩監視
   装置。