JP3032090B2 - 漏水検知装置 - Google Patents
漏水検知装置Info
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Description
漏水を複数の振動センサを用いて地表から又はマンホー
ルや配水弁や切換弁等の配管が部分的に直接露出してい
る位置から検出する漏水検知装置に係わり、特に、振動
エネルギを振動インテンシティ法を用いて算出すること
によって、漏水方向を求める漏水検知装置に関する。
を検出する最も簡単な手法は、マンホールや配水弁や切
換弁等の配管が露出している場所で配管上の振動を耳で
調べて、配管上のどこかに漏水があることを知る。そし
て、地表から配管が地中に埋設されていそうな位置での
振動を耳で確かめていき、漏水音が一番良く聞こえる位
置を見つけ、その位置近傍を発掘して、配管異常の有無
を調べていた。
に起因する振動音を聞き分けたり、振動源方向を確認し
たりするためにはこの作業にかなり熟練した作業員が必
要であった。
に、配管の弁のような外部に露出している2箇所の場所
で、配管上の振動信号を検出し、両方の検出信号の相互
相関を算出して、両者に共通する雑音等を除去し、その
後、2つの信号から概略の漏水位置を推定していた。
相関を算出する手法においては、振動センサを配置する
距離が例えば数メートル以上離間していないと、正確な
漏水位置を推測できない問題がある。しかし、実際に
は、例えば数メートルから10メートル間隔で配管が露
出している部分は極まれである。したがって、この手法
が採用できる範囲はごく限られたものとなってしまう問
題がある。
ものであり、地表面上においては3個以上の、配管上に
おいては2個の振動センサを用いて、地表面上又は配管
上における漏水による振動エネルギの方向を算出するこ
とによって、たとえ数センチメートル程度離れた複数の
振動センサで測定した振動信号から、漏水方向を精度よ
く検出できる漏水検知装置を提供することを目的とす
る。
に本発明の漏水検知装置においては、地表面に二次元的
配設され、地中に埋設された配管の漏水に起因する振動
を地表面から検出する3個以上の振動センサと、この3
個以上の振動センサのうちそれぞれ2個の振動センサか
らなる複数の振動センサ対を指定し、各振動センサ対の
各振動センサの検出振動から、二つの振動センサ相互間
を結ぶ方向の振動エネルギを振動インテンシティ法を用
いて算出する振動エネルギ算出手段と、この振動エネル
ギ算出手段にて算出された各振動センサ対の振動エネル
ギをベクトル合成するベクトル合成手段と、このベクト
ル合成手段にて合成された振動エネルギの方向を地表上
における漏水方向とする漏水方向決定手段とが備えられ
ている。
地中に埋設された配管上の互いに近接した位置に当接さ
れ、配管の漏水に起因する振動を検出する一対の振動セ
ンサと、各振動センサの検出振動から、配管の敷設方向
の振動エネルギを振動インテンシティ法を用いて算出す
る振動エネルギ算出手段と、この振動エネルギ算出手段
にて算出された振動エネルギの方向を配管上の漏水方向
とする漏水方向決定手段とが備えられている。
ンテンシティ法を用いて算出することによって、漏洩方
向を特定できることを説明する。
速度をA(t) ,B(t) とする。またAB間の距離をΔx
とする。また、ρを伝搬媒体の密度とする。但し、tは
時間である。そして、A点とB点を結ぶ方向における振
動インテンシティIA-B は(1) 式で示される。
る振動波形の時間差分 [A(t) −B(t)]を時間tで積分
することによって、振動エネルギの進行方向のうちA点
とB点を結ぶ方向の成分を示すことになる。したがっ
て、このような振動インテンシティから算出された振動
エネルギをA点とB点を結ぶ線上のみでなく、複数方向
における振動エネルギの成分を算出し、これらの各振動
エネルギをベクトル合成すれば、合成された振動エネル
ギは振動源方向、すなわち漏水方向を向く。
二次元的に3個以上の振動センサを配設して、2個づつ
の振動センサ対を指定して、各振動センサ対毎に、上述
した振動エネルギを算出して、これらをベクトル合成す
ることによって、地表上における漏水方向が特定でき
る。
する場合においては、各振動センサ相互間を接続する方
向は配管の敷設方向であるので、ベクトル合成しなくて
も、直ちに配管上の漏水方向が判明する。
る。
示す模式図である。配管1が埋設された例えば道路の地
表面2の直角2等辺三角形の各頂点ABCにそれぞれ振
動センサ3a,3b,3cが配設されている。従って、
振動センサ3aから各振動センサ3b,3cまでの各距
離ΔLは等しい。そして、これらの3個の振動センサ3
a,3b,3cは図示しない支持治具の下面に前述した
位置関係を有した状態で固定されている。
た振動信号(加速度信号)Pa(t),Pb(t),PC(t)は次
の図2に示す構成の信号処理部4へ入力される。信号処
理部4へ入力された各振動信号Pa(t),Pb(t),PC(t)
は増幅器4aで所定倍率に増幅された後、バンドパスフ
ィルタ4bにて漏水に起因する振動の周波数以外の低周
波数成分や高周波数成分が除去され、サンプルホールド
回路4cにて一定のサンプリング周波数でサンプルホー
ルドされる。A/D変換器4dは、サンプルホールドさ
れた各信号値を順番に読取ってA/D変換する。A/D
変換されたデジタルの各信号値は次のデジタル演算処理
部4eへ入力される。
ジタルの各振動信号Pa(t),Pb(t),PC(t)値に対して
次に示すデータ処理を実行する。なお、A点からB点方
向をx軸方向とし、A点からC点方向をy軸方向と定義
する。実施例においては、三角形ABCは直角二等辺三
角形を形成するので、x軸とy軸は直交している。
たAB,2点間の振動エネルギの伝播速度をI-,x(t)で
表し、x軸に沿っての空間微分を空間差分で式(2) のよ
うに近似する。 I-,x(t)=Pb(t)−Pa(t) …(2)
方向に流れる振動エネルギWx は、前述した(1) 式から
も明らかなように、振動信号Pa(t)と伝播速度I-,x(t)
とを乗算して、時間tで積分することによって(3) 式で
求まる。
a,3cで検出されたAC,2点間の振動エネルギの伝
播速度をI-,y(t)で表し、y軸に沿っての空間微分を空
間差分で式(4) のように近似する。 I-,y(t)=Pc(t)−Pa(t) …(4)
れる振動エネルギーWy は、同様に、振動信号Pa(t)と
伝播速度I-,y(t)とを乗算して、時間tで積分すること
によって(5) 式で求まる。
方向各々の方向に流れる振動エネルギーWx 、Wy が算
出されると、これらをベクトル合成する。x方向とy方
向とは直交しているので、ベクトル合成された振動エネ
ルギWの絶対値とx軸からの角度θは(6) (7) 式とな
る。 |W|=[(Wx)2 + (Wy)2 ]1/2 …(6) θ=Tan−1(Wy /Wx ) …(7) よって、(7) 式から、振動源の方向、すなわち、地表面
2上における配管1の漏水1aの発生位置の方向が決定
される。
方向θは信号処理部4から次の制御部5へ送出される。
制御部5は入力した漏水方向θを表示器6に矢印で図形
表示する。
の相互関係を維持したままた、他の地表面2へ移動させ
て、同様のデータ処理を実施して漏水方向θ´を算出し
て表示器6に表示させて、前回の方向θと今回の方向θ
´との交点を地表面2上で特定することによって漏水1
a位置を特定できる。
れば、地表面2上から漏水1a方向を検知する場合は、
3個以上の振動センサ3a〜3cを地表面2上に載置す
れば、自動的の各2点間の振動エネルギが振動インテン
シティ法を用いて算出されて、漏水方向が表示される。
そして、振動エネルキの進行方向を波形解析を含むイン
テンシティ法を用いて算出しているので、たとえ振動セ
ンサ2a〜2cが数10センチメートルに接近していた
としても、十分高い漏水方向の検出精度を確保できる。
ル以上必要であった従来の相互間数を計算する手法に比
較して、漏水位置の検出作業能率を大幅に向上できる。
また、地表面から直接漏水方向を検知できるので、従来
作業員が耳で漏水音を聞分けていた場合に比較して、作
業の確実性と作業の簡素化を図ることができる。図3は
本発明の他の実施例に係わる漏水検知装置の概略構成図
である。
ンサ7a,7bが信号処理部8に接続されている。そし
て、この2個の振動センサ7a,7bは、図示するよう
に、地中に埋設された配管1の中途位置に介挿されてい
る各種の弁10の近傍位置に当接される。弁7aは作業
員が操作するために道路のマンホールや小さい孔11内
に露出した配管1に取付けられているので、簡単に各振
動センサ7a,7bを直接配管1に当接することが可能
である。この場合、各振動センサ7a,7b相互間の距
離ΔLは数センチメートル以上あればよい。各振動セン
サ7a,7bで検出された振動信号(加速度信号)Pa
(t),Pb(t)は信号処理部8へ入力される。
振動センサ7a,7bを結ぶ線、すなわち配管1の敷設
方向をx方向とする。そして、各振動センサ7a,7b
で検出された2点間の振動エネルギの伝播速度をI-,x
(t)で表し、x軸、すなわち配管1の敷設方向に沿って
の空間微分を空間差分で式(6) のように近似する。 I-,x(t)=Pb(t)−Pa(t) …(6) よって、x方向(配管の敷設方向)に流れる振動エネル
ギWは、前述と同様に、(7) 式で求まる。
振動エネルギWの極性を求めることで、配管1上の漏水
1aによって生じる振動が測定位置において左右いずれ
の方向へ伝搬しているかを確認できる。その結果から配
管1上で漏水1a箇所がどちらの方向にあるかを予測
し、制御部9を介してその結果が表示器6に表示され
る。
ば、先の実施例と同様に、振動エネルギの進行方向を波
形解析を含むインテンシティ法を用いて算出しているの
で、たとえ振動センサ7a,7bが十数センチメートル
に接近していたとしても、十分高い漏水方向の検出精度
を確保できる。したがって、図3に示すように、配管1
が僅かに露出している切換弁や配水弁の両側に接続され
た部分に近接して振動センサ7a,7bを当接したとし
ても、十分高い漏水方向の検出精度を確保できる。
間隔で振動センサを配管に当接する必要がないので、漏
水方向の検出精度を低下することなく、作業能率を大幅
に向上できる。
装置によれば、地表面において3地点以上、また直接配
管に当接する場合は2点にそれぞれ振動センサを当接
し、各振動センサ配設地点間における振動エネルギを振
動インテンシティ法を用いて算出し、この算出された各
振動エネルギをベクトル合成することによって、漏水方
向を決定している。したがって、たとえ各振動センサの
設置間隔が短かったとしても、正確に漏水方向を特定で
きる。その結果、従来、熟練者が耳で行っていた作業
や、配管上の露出部分が1箇所の場所での作業が、本装
置を用いることで、より簡便に漏水箇所を検知できるよ
うになる。
方での検知が可能であり、配管上では2個、また地表面
上では3個以上の振動センサてもってで漏水方向が確認
できる。
略構成を示す模式図、
ック図、
概略構成を示す模式図。
c,7a,7b…振動センサ、4,8…信号処理部、
5,9…制御部、6…表示器、10…弁,11…孔。
Claims (2)
- 【請求項1】 地表面に二次元的配設され、地中に埋設
された配管の漏水に起因する振動を地表面から検出する
3個以上の振動センサと、この3個以上の振動センサの
うちそれぞれ2個の振動センサからなる複数の振動セン
サ対を指定し、各振動センサ対の各振動センサの検出振
動から、二つの振動センサ相互間を結ぶ方向の振動エネ
ルギを振動インテンシティ法を用いて算出する振動エネ
ルギ算出手段と、この振動エネルギ算出手段にて算出さ
れた各振動センサ対の振動エネルギをベクトル合成する
ベクトル合成手段と、このベクトル合成手段にて合成さ
れた振動エネルギの方向を地表上における漏水方向とす
る漏水方向決定手段とを備えた漏水検知装置。 - 【請求項2】 地中に埋設された配管上の互いに近接し
た位置に当接され、前記配管の漏水に起因する振動を検
出する一対の振動センサと、各振動センサの検出振動か
ら、配管の敷設方向の振動エネルギを振動インテンシテ
ィ法を用いて算出する振動エネルギ算出手段と、この振
動エネルギ算出手段にて算出された振動エネルギの方向
を配管上の漏水方向とする漏水方向決定手段とを備えた
漏水検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4257980A JP3032090B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 漏水検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4257980A JP3032090B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 漏水検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06109576A JPH06109576A (ja) | 1994-04-19 |
JP3032090B2 true JP3032090B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17313880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4257980A Expired - Lifetime JP3032090B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 漏水検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3032090B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2650663A1 (en) | 2012-04-11 | 2013-10-16 | Nec Corporation | Water-leakage detection method and water-leakage detection device |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7176280B2 (ja) * | 2018-08-02 | 2022-11-22 | Toto株式会社 | 水洗大便器装置 |
WO2021245838A1 (ja) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 日本電信電話株式会社 | 検知装置および検知方法 |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP4257980A patent/JP3032090B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2650663A1 (en) | 2012-04-11 | 2013-10-16 | Nec Corporation | Water-leakage detection method and water-leakage detection device |
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JPH06109576A (ja) | 1994-04-19 |
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