JP3141972B2 - サービスチーとソケット及びベンドから成るガス遮断部の音波による位置検出方法 - Google Patents

サービスチーとソケット及びベンドから成るガス遮断部の音波による位置検出方法

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JP3141972B2 JP05225653A JP22565393A JP3141972B2 JP 3141972 B2 JP3141972 B2 JP 3141972B2 JP 05225653 A JP05225653 A JP 05225653A JP 22565393 A JP22565393 A JP 22565393A JP 3141972 B2 JP3141972 B2 JP 3141972B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサービスチーとソケット
及びベンドから成るガス遮断部の位置を音波により検出
する方法に関するものである。
【0002】サービスチーとソケット及びベンドから成
るガス遮断部は都市ガスの導管系統において、需要者が
占有または所有する土地と道路との境界、即ち供給管と
内管の間に設置するもので、緊急時にはガスの供給が遮
断できる構成となっている。このため前記ガス遮断部の
位置は正確に検出し得る必要がある。尚、このようなガ
ス遮断部はマルサと慣用されることがある。
【0003】図1はガスの導管系統の例を示すもので、
符号1は本支管、2は供給管、3は内管、そして4は本
発明が対象とするガス遮断部であり、このガス遮断部4
は、ガスの遮断が可能なサービスチー5をソケット6を
介して供給管2に接続すると共に、ベンド7を介して内
管3に接続した構成である。以下、このような構成のガ
ス遮断部4を単にガス遮断部として説明する。また供給
管2、内管3は設置上の必要に応じて、他のベンド、エ
ルボ、ソケット、エスチーズ等の継手類を介して接続し
ている。
【0004】このような埋設された管路に関する測定方
法の一つとして、音波探知技術を利用した方法が提案さ
れている。この方法は、発信部と受信部及び温度センサ
を構成した音響ユニットを管路の適所に装着し、発信部
から発信したパルス状音波の反射波のうち、振幅が最大
のピークのみを受信部において検出し、パルス状音波を
発信してからピークが返って来るまでに経過した時間に
音速を乗じて測長を行うものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、音波探知
技術を利用した従来の測長方法は最大振幅のピークが生
じる管路個所、即ち管路の開端または閉端までの長さを
測定するものであって、その間に設けられている継手
類、例えばベンド、エルボ、ソケット、エスチーズ等の
継手類の存在の検出や、それらまでの距離を測定する方
法としては全く利用されていない。従って、従来の音波
探知技術では、継手類の位置を検出することは勿論のこ
と、継手類のうち、前述した構成のガス遮断部を他から
識別して、その位置を検出することはできない。本発明
は、このような点に鑑み創案されたもので、音波探知技
術を前記ガス遮断部の位置の検出に有効に適用すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、サービスチーとソケット及びベン
ドから成るガス遮断部と他の継手類を有する管路の適所
に音波の発信部、受信部と温度センサを構成した音響ユ
ニットを装着し、発信部から発信した単一サイクルのパ
ルス状音波の反射波を受信部において受信して反射波の
振幅レベルを経時的に測定し、そのピーク群を検出する
と共に、夫々の反射波のピーク群の振幅レベルを比較し
て、全体として振幅レベルが大きいピーク群及び小さい
ピーク群をガス遮断部によるピーク群とは異なるものと
識別すると共に、振幅レベルの比較では識別できない反
射波においては、夫々のピーク群において、正負両側の
ピークを数えて最初のピークの振幅レベルと5番目のピ
ークの振幅レベルを比較し、後者の振幅レベルが大きい
ピーク群を前記ガス遮断部の対応部分として判定し、こ
うして音速と経過時間とからガス遮断部の位置を検出す
る方法を提案する。
【0007】
【作用】管路に上述したようなベンド、エルボ、ソケッ
ト、エスチーズ、ガス遮断部等の継手類が設けられてい
ると、その部分では音響インピーダンスが不連続となる
ため、直管部を伝播してきた単一サイクルのパルス状音
波は音響インピーダンスの変化に応じて一部反射する。
【0008】一方、供給管と本支管との接続部のよう
に、夫々の径が大幅に異なる接続部では管路は音波に対
して実質的に開端となって音響インピーダンスが大幅に
変化するため、管路を伝播してきたパルス状音波は殆ど
反射して発信側に戻っていく。
【0009】従って反射波を経時的に受信すると、継手
類の個所と開端の個所に対応して複数のピークからなる
部分、即ちピーク群が複数時点に現れる。従って前記ガ
ス遮断部の位置を検出するためには、まずこれらの反射
波のピーク群のうちから前記ガス遮断部によるピーク群
を識別しなければならない。尚、発信した音波と反射波
とは時点により識別することができる。
【0010】まず開端からの反射波によるピーク群は、
継手類からのピーク群と比較して全体として振幅レベル
が大きいので、これとの識別は振幅レベルの比較により
行うことができる。また継手類でも、ソケットのような
場合には反射波の振幅レベルが小さいので、やはり振幅
レベルの比較により識別を行うことができる。
【0011】一方、上述したようにサービスチーとソケ
ット及びベンドとの特有な組合せから成るガス遮断部に
対応するピーク群の形態は、他の継手類に対応するピー
ク群の形態とは異なる特有な形態を示す。即ち、前記ガ
ス遮断部に対応するピーク群では、所定振幅レベル以上
の明確なピークが正負側に5回生じ、このうち5番目の
ピークは1番目のピークよりも振幅レベルが大きくな
る。
【0012】また、ピークとして判定するための振幅レ
ベルの閾値の調節によっては、他の継手類、例えばベン
ド、エルボ、直管の組合せにおいても、ピークの数が5
またはそれ以上となる場合もあるが、上述したように1
番目と5番目のピークの振幅レベルを比較すると、必ず
1番目のピークの振幅レベルの方が大きくなる。
【0013】従って1番目から、少なくとも5番目まで
のピークを有するピーク群について、1番目と5番目の
ピークの振幅レベルを比較して、5番目のピークの振幅
レベルが1番目のピークの振幅レベルよりも大きいピー
ク群を前記ガス遮断部に対応するものとして識別するこ
とができる。
【0014】以上のようにして前記ガス遮断部に対応す
るピーク群を特定した後、このピーク群のうち、最も振
幅レベルの大きいピークが到達するまでの経過時間と、
温度センサで検出した管路内の気体温度から導出した音
速とにより、音響ユニットから前記ガス遮断部までの距
離を求めることができ、この距離から前記ガス遮断部の
位置を検出することができる。
【0015】
【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図1は上述したようにガスの導管系統の例、即ち、本発
明を適用する管路の例を示すものであり、また図2は、
本発明の方法を適用する装置を概念的に示す説明図であ
る。
【0016】図2において符号8は音響ユニットであ
り、音響ユニット8には音波の発信部を構成するスピー
カ9と受信部を構成するマイクロフォン10と温度セン
サ11を設置しており、これらは夫々配線を介して測定
装置12に接続している。測定装置12は信号処理手段
13からの信号に基づいて単一サイクルの正弦波を発生
させ、増幅してスピーカ9に供給するパルス発生手段1
4と、マイクロフォン10からの信号を前置処理して信
号処理手段13に出力する前置処理手段15と、温度セ
ンサ11からの信号を前置処理して信号処理手段13に
出力する前置処理手段16と、信号処理手段13の信号
処理結果を出力する出力手段17とから構成している。
例えば信号処理手段13はマイクロコンピュータ装置の
CPUにより構成し、この信号処理手段13により単一
サイクルの正弦波に対応するデジタル信号列をパルス発
生手段14に出力すると共に、前置処理手段15,16
からのデジタル信号を処理して、処理結果を表示装置等
の出力手段17に出力するように構成している。
【0017】そこでパルス発生手段14は信号処理手段
13からのデジタル信号列をアナログ信号に変換して、
単一サイクルの正弦波を発生するD/Aコンバータと増
幅器等から構成している。また前置処理手段15はマイ
クロフォン10からのアナログ信号を所定レベルまで増
幅する増幅器と、増幅した信号をデジタル信号に変換す
るA/Dコンバータ等から構成している。そして前置処
理手段16は温度センサ11からのアナログ信号をデジ
タル信号に変換するA/Dコンバータ等から構成してい
る。尚、以上の説明では動作に必要な他の構成要素、例
えばI/O装置や、RAM、ROM等は説明や図示を省
略している。
【0018】以上の構成において、ガス遮断部4の位置
を検出する場合には、例えば図1に示す管路において内
管3の直管部とメータコック18間の接続を外し、直管
部の上端に音響ユニット8を装着し、この状態におい
て、スピーカ9から単一サイクルの正弦波を発し、その
反射波をマイクロフォン10で受信すると共に温度セン
サ11により管路内の気体の温度を測定して、信号処理
手段13により処理を行う。以上の測定において、パル
ス発生手段14による単一サイクルのパルス状音波の発
信と反射波の受信動作は所定時間毎に多数回行い、これ
らのデータを加算平均することによりS/N比を大きく
することができる。
【0019】図3〜図7は両端を開口した管路の中間部
に各種の継手類を組み合わせた試験管路を構成し、その
一端部に前記音響ユニット8を取り付けて、単一サイク
ルの正弦波の音波を発して、その反射波の受信振幅レベ
ルを経時的に測定した結果を示すものである。
【0020】この場合、共通する試験条件は、次の通り
である。 管路全長: 8m 管路径: 25mm 音波: 300Hz
【0021】また図3〜図7の夫々の継手類は、次の通
りである。 図3:ガス遮断部(サービスチー+ソケット+ベンド) 図4:ベンド+エルボ 図5:ベンド+直管50cm+エルボ 図6:ベンド+ニップル+ベンド+ソケット 図7:ソケット
【0022】以上の測定結果からわかるように、発信し
た音波Aと管路の開端からの反射波Bは、いずれも高い
振幅レベルとなり、そしてこれらA,Bの間に、継手類
に対応して振幅レベルの低い反射波Cが現れることか
ら、開端からの反射波と継手類からの反射波を、振幅レ
ベルの比較により容易に識別し得ることがわかる。
【0023】一方、同じ継手類ではあっても、ソケット
の場合には図7に示すように反射波の振幅レベルが他と
比較して小さいので、やはり振幅レベルの比較によりこ
れらを容易に識別し得ることがわかる。
【0024】図8〜図11は、図3〜図6のデータにお
ける継手類からの反射波の部分を拡大して表わしたもの
である。そしてこれらの図においては、反射波のピーク
を、夫々の図中に記載した範囲以上、即ちこの範囲の境
界値の振幅レベルを閾値として検出している。
【0025】まず前記ガス遮断部の場合にはピークは図
8に示されるように、a1からa5までの5回検出され、
a5の振幅レベルは、a1の振幅レベルよりも大きくな
る。
【0026】次にベンド+エルボ及びベンド+直管+エ
ルボの場合には、それらのピークは夫々図9、図10に
示されるように、b1からb4まで、及びc1からc4まで
の4回検出されており、夫々b4、c4の次のピーク状部
は閾値に達しないため、ピークとしては検出されていな
い。従って、この場合には、ピークの数を比較すること
により、ガス遮断部の反射波を識別することができる。
【0027】次のベンド+ニップル+ベンド+ソケット
の場合には、そのピークは図11に示されるように、d
1からd5までの5回検出されており、検出されたピーク
の数としてはガス遮断部と同様である。また前2者の場
合にも、ピークとして検出する閾値が夫々b4、c4の次
のピーク状部の振幅レベルよりも小さい場合には、それ
らのピーク状部もピークとして検出されるので、それら
のピークの数も5回以上となる。従ってこれらの場合に
は、ピークの数の比較ではガス遮断部の反射波と識別す
ることはできない。
【0028】そこでガス遮断部の反射波と、その他の継
手類の反射波を比較すると、前者の反射波では上述した
ように、5番目のピークa5は1番目のピークa1よりも
振幅レベルが大きいのに対して、その他の継手類の反射
波では、5番目のピークa5は1番目のピークa1よりも
振幅レベルが小さい。従って、このような差異を判定す
ることにより、ガス遮断部の反射波と、その他の継手類
の反射波とを識別することができる。
【0029】差異の判定は、上記所定の閾値よりも大き
い振幅レベルのピークを検出した後、5番目のピークa
5の振幅レベルを1番目のピークa1の振幅レベルと比較
する手順により行う他、所定の閾値よりも大きい振幅レ
ベルの1番目のピークを検出した後には、この1番目の
ピークの振幅レベルを閾値として奇数番目のピークの検
出を行い、5番目のピークの検出の有無により、ピーク
群がガス遮断部からの反射波によるものであるか、他の
継手類によるものであるかを判定することができる。
【0030】以上のようにしてガス遮断部に対応するピ
ーク群を特定した後、このピーク群のうち、最も振幅レ
ベルの大きいピーク、即ち図8中のピークa3が到達す
るまでの経過時間と、温度センサ11で検出した管路内
の気体温度から導出した音速とにより、音響ユニット8
からガス遮断部までの距離を求めることができ、この距
離からガス遮断部の位置を検出することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、音波探
知技術を有効に利用して、管路における継手類の存在及
び位置を検出することができると共に、継手類のうちで
もサービスチーとソケット及びベンドから成るガス遮断
部の位置を、他のものと識別して、簡便に、正確に検出
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガス遮断部の位置検出方法を適用
する装置を概念的に表わした説明図である。
【図2】本発明の方法を適用してガス遮断部の位置を検
出する管路の一例を示す説明図である。
【図3】本発明を適用した測定結果の一例を示すもので
ある。
【図4】本発明を適用した測定結果の他の一例を示すも
のである。
【図5】本発明を適用した測定結果の更に他の一例を示
すものである。
【図6】本発明を適用した測定結果の更に他の一例を示
すものである。
【図7】本発明を適用した測定結果の更に他の一例を示
すものである。
【図8】図3の反射波の部分を拡大して示す説明図であ
る。
【図9】図4の反射波の部分を拡大して示す説明図であ
る。
【図10】図5の反射波の部分を拡大して示す説明図で
ある。
【図11】図6の反射波の部分を拡大して示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1 本支管 2 供給管 3 内管 4 ガス遮断部(サービスチー
+ソケット+ベンド) 5 サービスチー 6 ソケット 7 ベンド 8 音響ユニット 9 スピーカ 10 マイクロフォン 11 温度センサ 12 測定装置 13 信号処理手段 14 パルス発生手段 15 前置処理手段 16 前置処理手段 17 出力手段 18 メータコック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 17/00 - 17/08 G01N 29/00 - 29/28

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サービスチーとソケット及びベンドから
    成るガス遮断部と他の継手類を有する管路の適所に音波
    の発信部、受信部と温度センサを構成した音響ユニット
    を装着し、発信部から発信した単一サイクルのパルス状
    音波の反射波を受信部において受信して反射波の振幅レ
    ベルを経時的に測定し、そのピーク群を検出すると共
    に、夫々の反射波のピーク群の振幅レベルを比較して、
    全体として振幅レベルが大きいピーク群及び小さいピー
    ク群をガス遮断部によるピーク群とは異なるものと識別
    すると共に、振幅レベルの比較では識別できない反射波
    においては、夫々のピーク群において、正負両側のピー
    クを数えて最初のピークの振幅レベルと5番目のピーク
    の振幅レベルを比較し、後者の振幅レベルが大きいピー
    ク群を前記ガス遮断部の対応部分として判定して、音速
    と経過時間とから前記ガス遮断部までの距離を導出する
    ことを特徴とする音波によるサービスチーとソケット及
    びベンドから成るガス遮断部の位置検出方法
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