JP3156865U

JP3156865U - 漏水監視装置

Info

Publication number: JP3156865U
Application number: JP2009007880U
Authority: JP
Inventors: 知光天野; 佐藤　伸二; 伸二佐藤
Original assignee: 株式会社リクチ漏水調査; 東日本地下埋調査株式会社
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2019-11-05

Abstract

【課題】漏水監視に係る消費電力を少なくすると共に、精度良く漏水を検知することができる漏水監視装置を提供する。【解決手段】この漏水監視装置は、水道管を伝播する特定帯域の音響振動を捕捉する振動検出手段４２と、所定時間間隔で、振動検出手段４２を駆動する検出駆動手段１１３と、複数日に亘って所定時間間隔で捕捉した音響振動が継続して所定の回数観察された場合に、水道管に「漏水有り」と判定する漏水判定手段１１５と、を備える。【選択図】図５

Description

本考案は、主として、水道本管からの引込み管および敷地内の給水管（個別水道管）における漏水の有無を監視する漏水監視装置に関するものである。

従来、この種の漏水監視装置として、水道管を伝播する音響振動のうち、漏水によって発生する特定帯域の振動が、継続して観察されるか否かにより漏水の有無を監視するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この漏水監視装置では、一般的に漏水は一定水量で停止することなく連続的であることに着目し、水道管を伝播する音響振動の途切れを検知して、漏水発生の有無を判定している。具体的には、毎日午前２時から５時の３時間において、３分間隔で計６０回連続して事前に設定されたレベルの音響振動を捉えた場合に、その日の測定を中止し、翌日の同時刻まで待機する（待機モード）。そして、翌日も測定を行い、２日間連続して、計１２０回途切れることなく音響振動を捉えた場合に、漏水が発生していると判定している。なお、毎日午前２時からの３分間隔による測定において、音響振動の途切れがあった場合には、その時点で漏水の発生は無いものと判定し、測定を中止し、翌日まで待機モードとなる。

特許第３２６３０４４号公報

ところで、近年、生活サイクルの多様化により、たとえ深夜であっても水を使用する地域が多くなっている。このため、深夜の水使用が多い地域の漏水検知を行う場合、従来の漏水監視装置では、その使用水の影響により「漏水有り」の誤判定をする可能性が高くなるという問題がある。もっとも、従来の漏水監視装置において、水道管を伝わる振動の測定時間の範囲を広げ、測定回数を多くすれば誤判定は少なくなる。しかし、このようにすると、振動測定に係る消費電力が増し、規定のバッテリー電源等では、その交換が必要となったり、交換頻度が増すこととなり、長期間の常設型監視機器として問題となる。

本考案は、上記の問題に鑑み、漏水監視に係る消費電力を少なくすると共に、精度良く漏水を検知することができる漏水監視装置を提供することを課題としている。

本考案の漏水監視装置は、水道管を伝播する特定帯域の音響振動を捕捉する振動検出手段と、所定時間間隔で、振動検出手段を駆動する検出駆動手段と、複数日に亘って所定時間間隔で捕捉した音響振動が継続して所定の回数観察された場合に、水道管に「漏水有り」と判定する漏水判定手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、複数日に亘って所定時間間隔で水道管の振動測定を行い、その結果、特定帯域の音響振動が継続して所定の回数観察された場合に、「漏水有り」と判定する。通常、漏水以外の要因で発生する振動を、複数日に亘って連続して捕捉する可能性は低いと考えられる。つまり、特定帯域の音響振動を複数日に亘って連続して捕捉した場合、漏水の可能性が極めて高いと判断できる。このため、本考案のように漏水判定を行うことで、漏水検知の誤判定の可能性を低減でき、高い精度で漏水を検知することができる。

本考案の漏水監視装置において、所定時間間隔が５時間であり、所定の回数が２４回であることが好ましい。

この構成によれば、５時間毎に振動測定を行い、２４回継続して音響振動を捕捉した場合に「漏水有り」と判定する。例えば、０時から振動測定を開始した場合、翌日以降は測定する時間帯が１時間ずつシフトするため、５日間をかけて深夜を含めた全ての時間帯（０時から２３時）で振動測定を行うこととなり、その全てにおいて音響振動を捕捉した場合に「漏水有り」と判定する。５日間連続となれば、全ての時間帯で漏水以外の振動を捕捉する可能性は極めて低くなるため、その全ての時間帯において振動を捕捉した場合にのみ「漏水有り」と判定することで、誤判定の可能性が極めて低くすることができる。
また、上述のように、５時間間隔で振動測定を行うことで、１日４回または５回の振動測定、つまり年間１，７５２回の振動測定を行うだけで良いため、この振動測定に係る消費電力を少なくすることができ、装置を長期間、常設稼動させることができる。

本考案の漏水監視装置において、「漏水有り」と判定した場合に、判定結果をランプ表示により報知する報知手段を、更に備えたことが好ましい。

この構成によれば、漏水を検知した場合、ランプ（ＬＥＤ）を点滅させる。これにより、調査員（検針員）は、ランプを目視するだけで、簡単に漏水の有無を確認することができる。

本考案の漏水監視装置において、敷地内に設置された水道メーターの継手部分に取り付けるための装置装着手段を、更に備えたことが好ましい。

この構成によれば、敷地内の給水管のみならず、水道本管からの引込み管に関しても、漏水の監視を行うことができる。

本考案の漏水監視装置において、水道メーターの検針サイクルに合わせて、監視状態をリセットするリセット手段を、更に備えたことが好ましい。

この構成によれば、漏水が発生し、その修理後の検針において、漏水発生の有無を誤認することを防止することができる。また、その漏水が修理前のものなのか、修理後に新たに発生したのかを見定めることができる。

本考案によれば、水道管の振動測定を複数日に亘って所定時間間隔で行い、特定の音響振動が継続して所定回数観察された場合にのみ「漏水有り」と判定する。したがって、例えば、スポット的に漏水によって生じる振動以外の同様のレベルの振動が発生したとしても「漏水有り」と判定することがなく、漏水検知の誤判定の可能性を低減でき、高い精度で漏水を検知することができる。

本考案に係る漏水監視装置の設置例を示す図である。漏水監視装置の外観斜視図である。漏水監視装置の断面図である。漏水監視装置の断面図である。漏水監視装置の回路構成を説明する図である。振動測定スケジュールの一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本考案の一実施形態に係る漏水監視装置について説明する。この漏水監視装置は、主に水道本管から敷地内へ引き込むまでの給水管（水道管）および引き込んだ敷地内の給水管（水道管）について、漏水の有無を監視するものであり、水道メーター廻りに設置されるようになっている。

図１に示すように、道路１から敷地２に入ったところに、メーターボックス３に収容するようにして水道メーター４が設けられており、水道メーター４の上流側には、道路１に埋設された水道本管５から分岐した給水管である引込み管６が接続されている。また、水道メーター４の下流側には、敷地２内の建物等に水道水を供給する給水管７が接続されている。引込み管６には、元栓としての仕切弁８が介設されている。水道メーター４の上流側直近には逆止弁９が設けられており、水道メーター４と逆止弁９との間には、水道メーター４の継手部分１０に装着するようにして、漏水監視装置１１が設けられている。

特に図示しないが、給水管７の下流側には、建物に設備した各種の給水機器、水栓、衛生器具等が接続されている。人が出入りする居室内の漏水は、比較的発見し易いが、敷地２内に埋設されている給水管７やパイプシャフト内に配管される給水管７の漏水は、発見し難い。本実施形態の漏水監視装置１１は、実質上、水道本管５の分岐部廻り、水道本管５からの引込み管６および引込み管６に直結されている給水管７等の、敷地廻りの水道管を監視するようになっている。

次に、図２ないし図４を参照して、漏水監視装置１１の構成について説明する。図２ないし図４に示すように、漏水監視装置１１は、円柱状の装置本体２１と、装置本体２１を上記の継手部分１０に装着する装着機構（装置装着手段）２２と、で構成されている。また、装置本体２１は、円筒状の装置ケース３１と、装置ケース３１の上部に設けた蓋体３２と、装置ケース３１内に収容した監視回路部３３および内蔵電源３４と、を備えている。内蔵電源３４は、例えばリチウム電池などであり、監視回路部３３を動作させるための電力を供給する。監視回路部３３は、主要部を構成する各種の電子部品を搭載した垂直基板４１と、垂直基板４１の下側に位置し、振動検出手段を構成する圧電素子モジュール４２（所謂センサ）と、垂直基板４１上において装置ケース３１の中心軸上に配置した報知手段であるＬＥＤランプ４３と、を有している。

圧電素子モジュール４２は、装置ケース３１の底板５１に設けた上向き突起５２に当接する板状の圧電素子５３と、圧電素子５３を保持するバックプレート５４と、バックプレート５４を介して圧電素子５３を上向き突起５２に向って付勢する圧縮ばね５５と、圧縮ばね５５を受ける隔板５６と、で構成されている。装置ケース３１の底板５１は、上記の継手部分１０に接触しており、継手部分１０から入力する音響振動が、底板５１および上向き突起５２を伝播し、圧電素子５３により捕捉される。

蓋体３２は、装置ケース３１との間にヒンジ６１を有すると共に、Ｏリング６２を介在した状態で、装置ケース３１の上部にスナップイン形式で装着されている。これにより、装置ケース３１の上開口部が液密に閉止されている。また、蓋体３２は、透光性の樹脂で構成され、その中心部にはレンズ部６３が一定に形成されている。これにより、上記のＬＥＤランプ４３の視認性を良好なものとている。

装置ケース３１の周面には、１８０°点対称位置に、リブ状に突出した一対のガイド部７１（７１ａ、７１ｂ）が形成されており、この一対のガイド部７１間に渡すように装着機構２２が設けられている。装着機構２２は、一方のガイド部７１ａに掛け止めされた引張りばね８１と、引張りばね８１に連結したボールチェーン８２とから成り、装置本体２１を上記の継手部分１０に載置しておいて、このボールチェーン８２を継手部分１０に潜らせて他方のガイド部７１ｂに係止する。これにより、底板５１を継手部分１０に接触させた状態で、装置本体２１が継手部分１０に装着されるようになっている。なお、装置本体２１の底板５１の下面は、継手部分１０との接触面積を大きくすべく、継手部分１０（六角ナット）の上部と相補的形状に形成されている。

このように構成した漏水監視装置１１を、水道メーター４の継手部分１０に取り付けておけば、水道管を伝播してくる音響振動は、装置本体２１の底板５１を介して、圧電素子モジュール４２に入力し、これに捕捉される。また、漏水が検出され、ＬＥＤランプ４３が点滅すると、例えば水道メーター４の検針員が、これを認識する。これにより、検針員は、ＬＥＤランプ４３を目視するだけで、簡単に漏水の有無を確認することができる。

次に、図５を参照して、監視回路部３３の回路構成について説明する。監視回路部３３は、処理する信号形態や信号処理機能に応じて、常時動作するデジタル回路部１１０と、このデジタル回路部１１０の制御によって断続的に動作するアナログ回路部１００とに大きく分けられる。なお、本実施例において、アナログ回路部１００およびデジタル回路部１１０は、それぞれ１チップのＩＣで構成されているが、アナログ、デジタルの各信号処理系統の回路要素が１チップのＩＣ内に組み込まれた構成とすることも可能である。もちろん、一部あるいは全ての回路要素を個別の素子で構成することも可能である。

アナログ回路部１００は、水道管を伝わる音響振動を圧電素子モジュール４２（センサ）により変換した微弱な電気信号（音響信号）の処理系統であり、増幅器１０１、周波数フィルタ１０２、整流回路１０３、および電圧比較器１０４により構成される。増幅器１０１は、圧電素子モジュール４２から出力された音響信号を増幅する。周波数フィルタ１０２は、増幅信号中の高周波帯域等の通水音の判別には不用な周波数帯域の信号をカットする。整流回路１０３は、周波数フィルタ１０２を通過した音響信号を包絡線検波する。電圧比較器１０４は、整流回路１０３からの検波出力Ｖｓと、所定の基準電圧値Ｖｒと、を比較する。そして、Ｖｓ≧Ｖｒである時は所定の電圧（Ｈｉｇｈレベル：Ｈ）信号のＶｏｕｔが出力され、Ｖｓ＜Ｖｒである時はＬｏｗレベル（Ｌ）のＶｏｕｔが出力される。なお、瞬間的な振動の発生や停止等は、漏水を検出する上での振動の発生や停止とは関係がないため、適宜な時定数を設定して瞬間的な音響信号の変化を無視するための付加回路を備えても良い。

デジタル回路部１１０は、所定のスケジュールに従って上記アナログ回路部１００を制御すると共に、アナログ回路部１００から出力されるＶｏｕｔに基づいて水道管を伝わる振動の発生回数をカウントし、そのカウント値に基づいて漏水が発生しているか否か（漏水有り／漏水無し）を判定する。そして、その判定結果、「漏水有り」の場合、その旨をＬＥＤランプ４３を点滅させて報知する。

このデジタル回路部１１０は、クロック発生回路１１１、タイマ１１２、コントローラ１１３（検出駆動手段）、カウンタ１１４、および判定回路１１５（漏水判定手段）により構成される。タイマ１１２は、クロック発生回路１１１からのクロックパルスをカウントすることで時間を計測し、予め設定されている時間を計測すると所定のパルスを出力する。

コントローラ１１３は、タイマ１１２から出力される音響振動の測定開始を示すパルス（測定開始信号）によって、スイッチ１２０を間欠的に閉じる動作を行う。これにより、アナログ回路部１００は、コントローラ１１３がスイッチ１２０を閉じる毎に電源が供給されて動作する。また、コントローラ１１３は、スイッチ１２０を閉じている動作に連動して、コントロール信号ＶｃをＨレベル（Ｈ）にセットする動作も行う。

本実施例では、アナログ回路部１００は、５時間間隔で２秒間ずつ動作するように設定されている。つまり、タイマ１１２により５時間を計測するとコントローラ１１３に対して測定開始信号が出力され、コントローラ１１３はこの測定開始信号の入力をトリガーとしてスイッチ１２０を２秒間閉じ、その後、スイッチ１２０を開放する動作を行う。そして、この動作から４時間５９分５８秒経過後に、再度、タイマ１１２からの測定開始信号を入力し、スイッチ１２０を２秒間閉じるという動作を繰り返す。これにより、アナログ回路部１００は、５時間間隔で２秒間ずつ水道管の音響信号を取得し、取得した音響信号に基づくＶｏｕｔを出力する。

このアナログ回路部１００から出力されたＶｏｕｔと、コントローラ１１３によりセットされたＶｃとは、ＡＮＤ回路１１６を介してリセット信号Ｖｒｅｓとしてタイマ１１２に出力される。タイマ１１２は、Ｖｒｅｓを入力するとクロックパルスのカウントを開始し、所定時間分（本実施例では約２秒間分）のクロックパルス数を計数すると、カウンタ１１４に対して所定のパルスを出力する。この出力パルスは、Ｖｒｅｓのレベルにより異なり、ＶｒｅｓがＨレベルの時は（ＶｏｕｔがＨレベルでＶｃがＨレベルの時は）、振動有り信号を示すパルスが出力される。そして、このパルスによりカウンタ１１４がインクリメントされる。一方、ＶｒｅｓがＬレベルの時は（ＶｏｕｔがＬレベルでＶｃがＨレベルの時は）、振動無し信号を示すパルスが出力される。そして、このパルスによりカウンタ１１４がゼロクリア（リセット）される。

すなわち、アナログ回路部１００の２秒間の動作時間に水道管に伝わる振動が所定レベル以上を維持した場合（検波出力Ｖｓ≧基準電圧値Ｖｒを維持した場合）、タイマ１１２が振動有り信号（パルス）を出力し、カウンタ１１４がインクリメントされることとなる。一方、振動が所定レベル未満を維持した場合（検波出力Ｖｓ＜基準電圧値Ｖｒを維持した場合）、タイマ１１２が振動無し信号（パルス）を出力し、カウンタ１１４がゼロクリアされることとなる。したがって、このカウンタ１１４の値（カウント値）は、振動有り信号が継続（連続）して出力された回数、つまり５時間間隔で測定した水道管の音響振動が、継続して所定レベル以上の振動であった回数を示すこととなる。

判定回路１１５は、上記カウンタ１１４のカウント値と、予め設定された所定値とを比較し、その結果により漏水の有無を判定する。この判定回路１１５では、所定値＝カウント値であれば水道管に「漏水有り」と判定し、所定値＞カウント値であれば「漏水無し」と判定する。そして、「漏水有り」と判定した場合、コントローラ１１３は、ＬＥＤランプ４３を点滅することで、その旨を報知する。

本実施例では、上記の所定値を「２４」に設定し、カウンタ値が「２４」になった場合、つまり５時間間隔で測定した音響信号が２４回継続して所定レベル以上であった場合（２４回継続してＨレベルのＶｒｅｓを受け付けた場合）に「漏水有り」と判定する。例えば、図６に示す振動測定スケジュールように、０時から５時間毎に振動測定を行う場合（図中の網掛け部分のタイミング）、翌日以降（２日目以降）は測定する時間帯が１時間ずつシフトするため、５日間をかけて深夜を含めた全ての時間帯（０時から２３時）で、合計２４回の振動測定を行うこととなる。そして、その全ての時間帯において所定レベル以上の音響振動を捕捉した場合に「漏水有り」と判定する。

以上のように、本実施例によれば、５日間に亘って５時間間隔（所定時間間隔）で水道管の振動測定を行い、その結果、所定レベル以上の音響振動（音響信号）が継続して２４回観察された場合に、「漏水有り」と判定する。通常、漏水以外の要因で発生する振動を、５日間に亘って継続して捕捉する可能性は低いと考えられる。つまり、所定レベル以上の音響振動を５日間に亘って継続して捕捉した場合、漏水の可能性が極めて高いと判断できる。このため、本考案のように漏水判定を行うことで、漏水検知の誤判定の可能性を低減でき、高い精度で漏水を検知することができる。

また、本実施例のように、５時間間隔で振動測定を行うことで、１日４回または５回の振動測定、つまり年間１，７５２回の振動測定を行うだけで良く、この振動測定に係る消費電力を少なくすることができる。このため、長期間の電池交換を不要とし、装置１１のメンテナスフリーを実現することができる。

なお、本装置は、自動リセット機能および手動リセット機能を有している。漏水発生によりＬＥＤが点滅を開始し、メーター検針員によって、その点滅が視認されるまでは点滅し続ける必要があるが、漏水修理後も、本来、ＬＥＤが点滅してはならない状況で点滅を繰り返し、漏水発生の有無を誤認しないように、自動リセット機能は、メーター検針の作業サイクル（１回／１カ月，１回／２カ月等）に合わせて、該装置が自動的にリセットを行うようにプログラムされている。また、手動リセット機能は、漏水発生後に実施される漏水箇所（ピンポイント）の特定作業や漏水の修理作業の時期を考慮し、漏水修理従事者または漏水管理者によって、漏水修理後、簡易な操作（専用マグネット棒をＬＥＤの下部側に当てる等）で、直ちに該装置がリセットを行えるようになっている。これらの機能により、検針日、修理日の照合によって、元々発生していた漏水か、新たに発生した漏水かを見定めることができる。さらに、不必要なＬＥＤの点滅による電力消費を抑制することができる。

また、上述した実施例によらず、漏水監視装置１１の形状、回路構成や処理工程等について、本考案の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更も可能である。

１１…漏水監視装置２２…装着機構３３…監視回路部４２…圧電素子モジュール４３…ＬＥＤランプ８１…引張りばね８２…ボールチェーン１００…アナログ回路部１１０…デジタル回路部１１２…タイマ１１３…コントローラ１１４…カウンタ１１５…判定回路

Claims

水道管を伝播する特定帯域の音響振動を捕捉する振動検出手段と、
所定時間間隔で、前記振動検出手段を駆動する検出駆動手段と、
複数日に亘って前記所定時間間隔で捕捉した前記音響振動が継続して所定の回数観察された場合に、前記水道管に「漏水有り」と判定する漏水判定手段と、を備えたことを特徴とする漏水監視装置。
前記所定時間間隔が５時間であり、前記所定の回数が２４回であることを特徴とする請求項１に記載の漏水監視装置。
「漏水有り」と判定した場合に、判定結果をランプ表示により報知する報知手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の漏水監視装置。
敷地内に設置された水道メーターの継手部分に取り付けるための装置装着手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の漏水監視装置。
前記水道メーターの検針サイクルに合わせて、監視状態をリセットするリセット手段を、更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の漏水監視装置。