JP3212501B2 - Pipe clogging detection method and device - Google Patents

Pipe clogging detection method and device

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JP3212501B2
JP3212501B2 JP33509395A JP33509395A JP3212501B2 JP 3212501 B2 JP3212501 B2 JP 3212501B2 JP 33509395 A JP33509395 A JP 33509395A JP 33509395 A JP33509395 A JP 33509395A JP 3212501 B2 JP3212501 B2 JP 3212501B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば穀物輸送の
導管となるガイドパイプ、金属切削屑や金属片等を供給
するパイプ、シュートなどの配管内の詰まりを超音波を
用いて検出する配管内の詰まり検出方法および装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe for detecting the clogging of a pipe such as a guide pipe serving as a conduit for grain transportation, a pipe for supplying metal cutting chips and metal pieces, and a chute using ultrasonic waves. The present invention relates to a clogging detection method and device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えば穀物輸送の導管として
ガイドパイプを用いたり、また原子力発電用燃料棒の再
処理システムにおいて切断した燃料棒の輸送管としてパ
イプやシュートを用いることが一般に行われている。こ
の場合、ガイドパイプもしくはシュート等の配管の状況
を監視し、配管に詰まりが起こった時にはそれを検出す
る配管検査システムが必要になる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a guide pipe has been generally used as a conduit for grain transportation, and a pipe or chute has been generally used as a transport pipe for cut fuel rods in a fuel rod reprocessing system for nuclear power generation. I have. In this case, a pipe inspection system that monitors the status of a pipe such as a guide pipe or a chute and detects when the pipe is clogged is required.

【0003】図4は、このような配管検査システムの例
を示したもので、せん断機によって切断された金属片が
落下する配管41の金属片投入口に超音波センサ43を
設置し、この超音波センサ43によって配管41内部に
超音波を送信し、かつ詰まり部分42で発生した反射波
を超音波センサ43で受信し、受信された反射波の信号
波形(以下、反射信号波形と称する)に基づいて送受波
器44で詰まり部分42の検出を行い、その結果を表示
装置45に表示するものである。
FIG. 4 shows an example of such a pipe inspection system. An ultrasonic sensor 43 is installed at a metal piece input port of a pipe 41 on which a metal piece cut by a shearing machine falls. The ultrasonic wave is transmitted to the inside of the pipe 41 by the ultrasonic wave sensor 43, and the reflected wave generated in the clogged portion 42 is received by the ultrasonic wave sensor 43, and a signal waveform of the received reflected wave (hereinafter, referred to as a reflected signal waveform) is formed. The clogged portion 42 is detected by the transmitter / receiver 44 based on the result, and the result is displayed on the display device 45.

【0004】ここで、配管41内には継ぎ手、ボルトナ
ット、ネジ、穴、孔、くぼみ等(以下、形状変化部分と
称する)があるため、詰まり部分42を検出するには、
詰まり部分42で発生する反射波と形状変化部分で発生
した反射波とを分離して検出する必要がある。そこで従
来では、予め配管41が空の状態で得られた反射信号波
形を基準信号波形として登録しておき、実際の詰まり検
出時に得られる反射波の信号波形から基準信号波形を差
し引くことによって、詰まり部分42で発生した反射信
号波形を抽出して、これに基づいて詰まり部分42を検
出する方法がとられる。例えば図5(a)で示されるよ
うな基準信号波形を図5(b)で示されるような反射信
号波形から差し引けば、形状変化部分からの反射波の信
号波形成分が相殺され、図5(c)で示されるように詰
まり部分42のみを表す反射信号波形が得られる。
[0004] Here, since there are joints, bolts and nuts, screws, holes, holes, dents, and the like (hereinafter, referred to as shape-changed portions) in the pipe 41, a clogged portion 42 is detected.
It is necessary to separate and detect the reflected wave generated at the clogged portion 42 and the reflected wave generated at the shape change portion. Therefore, conventionally, a reflected signal waveform obtained in a state where the pipe 41 is empty is registered in advance as a reference signal waveform, and the reference signal waveform is subtracted from the signal waveform of the reflected wave obtained at the time of actual clogging detection, whereby clogging is performed. A method is employed in which the reflected signal waveform generated at the portion 42 is extracted, and the clogged portion 42 is detected based on the extracted signal waveform. For example, if the reference signal waveform as shown in FIG. 5A is subtracted from the reflected signal waveform as shown in FIG. 5B, the signal waveform component of the reflected wave from the shape-changed portion is canceled out, and FIG. As shown in (c), a reflected signal waveform representing only the clogged portion 42 is obtained.

【0005】この場合、基準信号波形を計測したときの
配管41内の温度と、実際の詰まり検出時の配管41内
の温度とが異なると、配管41内での反射波の伝搬時間
が異なる。従って、基準信号波形の計測時と詰まり検出
時とで、形状変化部分からの反射波の遅延時間が異なる
ことになるため、形状変化部分からの反射波の信号波形
成分を相殺することができなくなり、詰まり検出に誤り
が生じる。
In this case, if the temperature in the pipe 41 when the reference signal waveform is measured is different from the temperature in the pipe 41 when the actual clogging is detected, the propagation time of the reflected wave in the pipe 41 is different. Therefore, the delay time of the reflected wave from the shape-changed portion differs between the measurement of the reference signal waveform and the detection of clogging, so that the signal waveform component of the reflected wave from the shape-changed portion cannot be canceled. Then, an error occurs in clogging detection.

【0006】そこで、従来では配管41内部に温度セン
サを設け、基準信号を計測したときの温度tと、詰まり
検出時の温度trとから反射波の伝搬時間の変化率σを
次式をにより算出し、この変化率σによって反射信号波
形を補正していた。
Therefore, conventionally, a temperature sensor is provided inside the pipe 41, and the change rate σ of the propagation time of the reflected wave is calculated from the temperature t when the reference signal is measured and the temperature tr when the clogging is detected by the following equation. Then, the reflected signal waveform is corrected by the change rate σ.

【0007】[0007]

【数1】 ただし、vは大気中における音速の基準値、dvは温度
による音速の変化分である。
(Equation 1) Here, v is a reference value of the sound speed in the atmosphere, and dv is a change in the sound speed depending on the temperature.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は配管内部に温度センサを設け、実際の詰まり検出時に
配管内の温度を測定して反射信号波形を補正していた。
ところが、配管の構造または配管の用途によっては、内
部に温度センサを設けるのに手間がかかったり、困難な
場合があるという問題がある。また、配管内部に設けら
れた温度センサが故障すると正確な検出ができなくなる
いう問題ある。
As described above, conventionally, a temperature sensor is provided inside a pipe, and the temperature inside the pipe is measured when an actual clog is detected to correct the reflected signal waveform.
However, depending on the structure of the piping or the application of the piping, there is a problem that it is troublesome or difficult to provide a temperature sensor inside. Another problem is that accurate detection cannot be performed if the temperature sensor provided inside the pipe breaks down.

【0009】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、詰まり検出の際に配管内部の温度を測定することな
く詰まり検出を行うことができる配管内詰まり検出方法
および装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for detecting clogging in a pipe, which can detect clogging without measuring the temperature inside the pipe when detecting clogging. Aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る配管内詰ま
り検出方法は、内部に形状変化部分を有する配管の所定
位置から配管内部に超音波を送信し、配管内部の形状変
化部分および詰まり部分からの反射波を受信して、この
反射波の信号波形に基づいて配管の詰まりを検出する配
管内詰まり検出方法において、予め配管内部が空の状態
で配管内部に超音波を送信して得られる形状変化部分か
らの反射波の信号波形および遅延時間をそれぞれ基準信
号波形および基準時間として登録すると共に、予め推定
した温度変化範囲に対応して設定された時間変化範囲を
登録しておき、実際の詰まり検出時に前記配管内部に
超音波を送信して得られる前記形状変化部分及び前記詰
まり部分からの反射波の遅延時間を求め、前記基準時間
によって示される各々の形状変化部分に対応する前記遅
延時間を、前記時間変化範囲内のみを対象に比較検出
、前記遅延時間の前記基準時間に対する変化率を算出
し、この変化率に基づいて反射波の信号波形を補正し、
この補正した信号波形から基準信号波形を差し引いて得
られる信号波形に基づいて配管の詰まりを検出すること
を特徴とする。ここで、形状変化部分とは、配管内に存
在する配管の継ぎ手、ボルトナット、ネジ、穴、孔、く
ぼみ、もしくは配管を通過する物質の通過を妨げないよ
うに設置された反射板等である。
SUMMARY OF THE INVENTION A method for detecting clogging in a pipe according to the present invention is to transmit an ultrasonic wave from a predetermined position of a pipe having a shape change portion inside the pipe to a shape change portion and a blockage portion inside the pipe. In the pipe clogging detection method of receiving a reflected wave from the pipe and detecting a clogging of the pipe based on the signal waveform of the reflected wave, the pipe is obtained by transmitting ultrasonic waves to the inside of the pipe in a state where the inside of the pipe is empty in advance. The signal waveform and the delay time of the reflected wave from the shape change portion are registered as the reference signal waveform and the reference time, respectively, and the time change range set corresponding to the previously estimated temperature change range is registered, and the actual time change range is registered. when clogging detection, the pipe inside seek the delay time of the reflected waves from the shape-changing portion and the clogging portion obtained by transmitting ultrasonic waves, the reference period
The delay corresponding to each shape-change portion indicated by
Delay time is compared and detected only within the time change range.
And, calculating a rate of change relative to the reference time of the delay time, the signal waveform of the reflected wave is corrected based on the rate of change,
A blockage of the pipe is detected based on a signal waveform obtained by subtracting a reference signal waveform from the corrected signal waveform. Here, the shape-changing portion is a joint of the pipe existing in the pipe, a bolt and nut, a screw, a hole, a hole, a dent, or a reflection plate or the like installed so as not to hinder the passage of a substance passing through the pipe. .

【0011】本発明に係る配管内詰まり検出装置は、内
部に形状変化部分を有する配管の所定位置から配管内部
に超音波を送信し、配管内部の形状変化部分および詰ま
り部分からの反射波を受信して、この反射波の信号波形
に基づいて配管の詰まりを検出する配管内詰まり検出装
置において、予め配管内部が空の状態で配管内部に超音
波を送信して得られる形状変化部分からの反射波の信号
波形および遅延時間をそれぞれ基準信号波形および基準
時間として登録すると共に、予め推定した温度変化範囲
に対応して設定された時間変化範囲を登録した登録手段
と、実際の詰まり検出時に前記配管内部に超音波を送
信して得られる前記形状変化部分及び前記詰まり部分か
らの反射波の遅延時間を求め、前記基準時間によって示
される各々の形状変化部分に対応する前記遅延時間を、
前記時間変化範囲内のみを対象に比較検出し、前記遅延
時間の前記基準時間に対する変化率を算出する変化率算
出手段と、この変化率に基づいて反射波の信号波形を補
正し、この補正した信号波形から基準信号波形を差し引
いて得られる信号波形に基づいて配管の詰まり検出を行
う詰まり検出手段とを有することを特徴とする。
An apparatus for detecting clogging in a pipe according to the present invention transmits ultrasonic waves from a predetermined position of a pipe having a shape-changed portion to the inside of the pipe, and receives reflected waves from the shape-changed portion and the clogged portion in the pipe. Then, in a pipe clogging detection device that detects pipe clogging based on the signal waveform of the reflected wave, reflection from a shape change portion obtained by transmitting ultrasonic waves to the inside of the pipe in advance when the inside of the pipe is empty. Registering the signal waveform and the delay time of the wave as a reference signal waveform and a reference time, respectively, and registering a time change range set corresponding to a temperature change range estimated in advance ; The delay time of the reflected wave from the shape-changed portion and the clogged portion obtained by transmitting ultrasonic waves inside the pipe is obtained, and the delay time is indicated by the reference time.
The delay time corresponding to each shape change portion to be performed,
A change rate calculation unit that compares and detects only the time change range and calculates a change rate of the delay time with respect to the reference time, and corrects a signal waveform of the reflected wave based on the change rate, and performs the correction. Clogging detection means for detecting clogging of a pipe based on a signal waveform obtained by subtracting a reference signal waveform from a signal waveform.

【0012】このように本発明では、配管内部が空の状
態での基準信号波形の計測時に形状変化部分からの反射
波の遅延時間を基準時間として登録すると共に、予め推
定した温度変化範囲に対応して設定された時間変化範囲
を登録してしておき、実際の詰まり検出時には、配管内
部に超音波を送信して得られる形状変化部分及び詰まり
部分からの反射波の遅延時間を求め、登録された基準時
間によって示される各々の形状変化部分に対応する遅延
時間を、登録された時間変化範囲内のみを対象に比較検
出し、遅延時間の基準時間に対する変化率を算出するこ
とにより、従来のように変化率を算出するために配管内
の温度を測定する必要がなく、信頼性の高い詰まり検出
を行うことが可能となる。
As described above, according to the present invention, the delay time of the reflected wave from the shape change portion is registered as the reference time when the reference signal waveform is measured with the inside of the pipe being empty, and the measured value corresponds to the temperature change range estimated in advance. The time change range set in advance is registered, and when an actual blockage is detected ,
Shape change and clogging obtained by transmitting ultrasonic waves to the part
Find the delay time of the reflected wave from the part and register the reference time
Delay corresponding to each shape change indicated by the interval
Compare the time only within the registered time change range.
By calculating the rate of change of the delay time with respect to the reference time, it is not necessary to measure the temperature in the pipe to calculate the rate of change as in the conventional case, and highly reliable clogging detection can be performed. Become.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態の概略
構成を示す図である。このシステムは、せん断機によっ
て切断された金属片が落下する配管1の詰まりを検出
し、その詰まり部分3の位置の特定を行うものである。
配管1には、その位置が既知である継ぎ手、ボルトナッ
ト、ネジ、穴、孔、くぼみ、もしくは金属片の落下を妨
げないように配管内に設置されている反射板等(以下、
形状変化部分2と称する)があり、金属片の堆積によっ
て詰まり部分3が生じていることを想定する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. This system detects clogging of a pipe 1 on which a metal piece cut by a shearing machine falls, and specifies the position of the clogged portion 3.
The pipe 1 is provided with a joint whose position is known, a bolt and nut, a screw, a hole, a hole, a hollow, or a reflection plate or the like (hereinafter, referred to as a reflector) installed in the pipe so as not to prevent the metal piece from dropping.
It is assumed that there is a shape change portion 2) and a clogged portion 3 is caused by the accumulation of metal pieces.

【0014】このシステムは、大きく分けて二つの工程
により配管1内の詰まり検出を行うものである。すなわ
ち、予め配管1内部が空の状態で配管1内部に超音波を
送信して、形状変化部分2からの反射波の信号波形(基
準信号波形)および遅延時間(基準時間)を登録し、そ
の後、せん断機によって切断された金属片が配管1内を
落下した状態で配管1内に超音波を送信して、反射波の
信号波形および遅延時間を求め、これらを登録した基準
信号波形および基準時間と比較することにより、配管1
内部の詰まりを検出する。
This system detects a blockage in the pipe 1 in two main steps. That is, an ultrasonic wave is transmitted into the pipe 1 in advance with the pipe 1 empty, and the signal waveform (reference signal waveform) and the delay time (reference time) of the reflected wave from the shape change portion 2 are registered. The ultrasonic wave is transmitted into the pipe 1 in a state where the metal piece cut by the shearing machine falls in the pipe 1, the signal waveform and the delay time of the reflected wave are obtained, and the reference signal waveform and the reference time in which these are registered. By comparing with
Detects internal clogs.

【0015】このシステムでは、配管1の金属片投入口
に超音波センサ4が設置される。超音波センサ4は、送
受波器5から出力される発振信号により駆動されて配管
1内部に超音波を送信すると共に、この超音波の形状変
化部分2および詰まり部分3からの反射波を受信して電
気信号に変換し、反射信号波形として送受波器5に出力
する。
In this system, an ultrasonic sensor 4 is installed at a metal piece inlet of the pipe 1. The ultrasonic sensor 4 is driven by an oscillation signal output from the transmitter / receiver 5 to transmit ultrasonic waves to the inside of the pipe 1, and receives reflected waves of the ultrasonic waves from the shape changing portion 2 and the clogging portion 3. And converts it into an electric signal, and outputs it to the transducer 5 as a reflected signal waveform.

【0016】送受波器5は、登録時および詰まり検出時
のいずれにおいても、まず発振開始を表すトリガ信号を
伝搬時間補正装置6に出力して、超音波センサ4に所定
の電圧および周波数の発振信号を出力すると共に、超音
波センサ4から出力される反射信号波形を適当に増幅し
て伝搬時間補正装置6に出力する。
The transmitter / receiver 5 outputs a trigger signal indicating the start of oscillation to the propagation time correction device 6 at both the time of registration and the time of detection of clogging, and causes the ultrasonic sensor 4 to oscillate at a predetermined voltage and frequency. The signal is output, and the reflected signal waveform output from the ultrasonic sensor 4 is appropriately amplified and output to the propagation time correction device 6.

【0017】伝搬時間補正装置6は、登録時には送受波
器5から出力された反射信号波形を基準信号波形として
登録すると共に、この遅延時間を基準時間として登録
し、また、詰まり検出時には送受波器5から出力された
トリガ信号および反射信号波形と、登録されている基準
信号波形および基準時間とに基づいて配管1の詰まり検
出を行い、その結果を表示装置6に出力する。
The propagation time correction device 6 registers the reflected signal waveform output from the transmitter / receiver 5 as a reference signal waveform at the time of registration, and also registers this delay time as a reference time. The clogging of the pipe 1 is detected based on the trigger signal and the reflected signal waveform output from the reference signal 5 and the registered reference signal waveform and reference time, and the result is output to the display device 6.

【0018】図2は、伝搬時間補正装置6の構成を示す
ブロック図である。この伝搬時間補正装置6は、基準信
号波形登録バッファ21、基準時間登録バッファ22、
A/D(アナログ/デジタル)変換回路23、反射信号
検出回路24、信号波形補正回路25、および配管内詰
まり検出回路26を有している。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the propagation time correction device 6. The propagation time correction device 6 includes a reference signal waveform registration buffer 21, a reference time registration buffer 22,
It has an A / D (analog / digital) conversion circuit 23, a reflected signal detection circuit 24, a signal waveform correction circuit 25, and a pipe blockage detection circuit 26.

【0019】基準信号波形登録バッファ21は、例えば
図3(a)に示されるような基準信号波形を登録してい
る。基準時間登録バッファ22は、例えば図3(a)中
に示されるような基準時間Sr(i)(i=0,1,
…)を登録し、さらに登録時の配管1の内部温度に基づ
いて設定される後述の基準時間変化範囲δs(i)も登
録している。
The reference signal waveform registration buffer 21 registers a reference signal waveform as shown in FIG. 3A, for example. The reference time registration buffer 22 stores a reference time Sr (i) (i = 0, 1, 1) as shown in FIG.
..), And a reference time change range δs (i), which is set based on the internal temperature of the pipe 1 at the time of registration, is also registered.

【0020】A/D変換回路23は、送受波器5から入
力されるトリガ信号と反射信号波形とをデジタル信号に
変換して反射信号検出回路24に出力する。反射信号検
出回路24は、まずA/D変換回路23から出力される
トリガ信号および反射信号波形に基づいて、形状変化部
分2および詰まり部分3からの反射波の遅延時間(以
下、詰まり検出時遅延時間と称する)S(i)(i=
0,1,…)を求める。次に反射信号検出回路24は、
この詰まり検出時遅延時間S(i)と基準時間登録バッ
ファ22に登録されている基準時間Sr(i)に基づい
て、詰まり検出時遅延時間S(i)の基準時間Sr
(i)に対する変化率σを求め、この変化率σを反射信
号波形と共に信号波形補正回路25に出力する。このと
き、例えば図3(a)および(b)に示されるように、
基準時間Sr(i)(i=1〜3)に対応する詰まり検
出時遅延時間S(i)(i=1〜3)について、それぞ
れ変化率σ(i)(i=1〜3)を求め、これらの平均
値を変化率σとする。
The A / D conversion circuit 23 converts the trigger signal and the reflected signal waveform input from the transducer 5 into a digital signal and outputs the digital signal to the reflected signal detecting circuit 24. The reflection signal detection circuit 24 first determines a delay time of a reflected wave from the shape change portion 2 and the clogged portion 3 (hereinafter referred to as clog detection delay) based on a trigger signal and a reflection signal waveform output from the A / D conversion circuit 23. (Referred to as time) S (i) (i =
0, 1, ...). Next, the reflection signal detection circuit 24
Based on the clog detection delay time S (i) and the reference time Sr (i) registered in the reference time registration buffer 22, the reference time Sr of the clog detection delay time S (i) is determined.
The change rate σ for (i) is obtained, and this change rate σ is output to the signal waveform correction circuit 25 together with the reflected signal waveform. At this time, for example, as shown in FIGS.
For the clogging detection delay time S (i) (i = 1 to 3) corresponding to the reference time Sr (i) (i = 1 to 3), a change rate σ (i) (i = 1 to 3) is obtained. , And their average value is defined as a change rate σ.

【0021】この際、基準時間Sr(i)のそれぞれの
値の前後で、詰まり検出時遅延時間S(i)のうちの基
準時間Sr(i)によって示される各々の形状変化部分
2に対応する詰まり検出時遅延時間S(i)を検出し
て、同一の形状変化部分2に対応する基準時間Sr
(i)および詰まり検出時遅延時間S(i)から変化率
σ(i)を求める。本実施形態では、基準時間Sr
(i)について基準時間登録バッファ22に登録されて
いる基準時間Sr(i)の温度による変動範囲を表す後
述の基準時間変化範囲δs(i)のみを比較の対象にす
ることによって、同一の形状変化部分2に対応する遅延
時間の検出を高速に行う。
At this time, before and after each value of the reference time Sr (i), it corresponds to each shape change portion 2 indicated by the reference time Sr (i) of the clogging detection delay time S (i). The clog detection delay time S (i) is detected, and the reference time Sr corresponding to the same shape change portion 2 is detected.
The change rate σ (i) is obtained from (i) and the clogging detection delay time S (i). In the present embodiment, the reference time Sr
With respect to (i), only the reference time change range δs (i), which will be described later, which indicates the fluctuation range of the reference time Sr (i) registered in the reference time registration buffer 22 due to the temperature, is compared, so that the same shape is obtained. The delay time corresponding to the changing part 2 is detected at high speed.

【0022】基準時間変化範囲δs(i)は、予め推定
した温度の変化範囲をδt、大気中における音速の基準
値をv、温度による音速の変化分をdv、それぞれの形
状変化部分までの距離をLi(i=0,1,…)、基準
信号波形および基準時間の登録時の配管1内の温度をt
rとして、次式により算出される。
The reference time change range δs (i) is δt, the change range of the temperature estimated in advance, v is the reference value of the sound speed in the atmosphere, dv is the change amount of the sound speed due to temperature, and the distance to each shape change portion. Is Li (i = 0, 1,...), And the temperature in the pipe 1 at the time of registration of the reference signal waveform and the reference time is t.
r is calculated by the following equation.

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】信号波形補正回路25は、反射信号検出回
路24から出力された変化率σに基づいて反射信号波形
を補正し、これを配管内詰まり検出回路26に出力す
る。配管内詰まり検出回路26は、まず信号波形補正回
路25で補正された反射信号波形から、基準信号波形登
録バッファ21に登録されている基準信号波形を差し引
く。その結果、例えば図3(c)に示されるように反射
信号波形中の基準信号波形に相当する形状変化部分2の
反射信号波形成分が相殺される。次に配管内詰まり検出
回路26は、反射信号波形から基準信号波形を差し引い
た結果残った反射信号波形を予め設定されたしきい値と
比較し、このしきい値以上のものが存在する場合には、
配管1内に詰まり部分3が存在するものとして、詰まり
検出信号を表示装置7に出力する。図1の表示装置7
は、この伝搬時間補正装置7から詰まり検出の信号が出
力されると警戒情報を表示する。
The signal waveform correction circuit 25 corrects the reflected signal waveform based on the change rate σ output from the reflected signal detection circuit 24, and outputs this to the pipe clogging detection circuit 26. The pipe blockage detection circuit 26 first subtracts the reference signal waveform registered in the reference signal waveform registration buffer 21 from the reflected signal waveform corrected by the signal waveform correction circuit 25. As a result, for example, as shown in FIG. 3C, the reflected signal waveform component of the shape change portion 2 corresponding to the reference signal waveform in the reflected signal waveform is canceled. Next, the pipe clogging detection circuit 26 compares the remaining reflected signal waveform as a result of subtracting the reference signal waveform from the reflected signal waveform with a preset threshold value, Is
Assuming that the clogged portion 3 exists in the pipe 1, a clogging detection signal is output to the display device 7. Display device 7 of FIG.
Displays warning information when a signal of clogging detection is output from the propagation time correction device 7.

【0025】以下、このシステムの動作を説明する。シ
ステムを起動すると、送受波器5から発振開始のトリガ
信号が伝搬時間補正装置6に出力され、さらに送受波器
5から出力された発振信号によって超音波センサ4から
配管1内に超音波が送信される。
Hereinafter, the operation of this system will be described. When the system is started, a trigger signal for starting oscillation is output from the transducer 5 to the propagation time correction device 6, and an ultrasonic signal is transmitted from the ultrasonic sensor 4 into the pipe 1 by the oscillation signal output from the transducer 5. Is done.

【0026】送信された超音波は、配管1内の媒体中を
伝搬し、形状変化部分2および詰まり部分3で反射波を
発生させる。反射波は超音波センサ4で受信され、受信
された反射波の反射信号波形が送受波器5を介して伝搬
時間補正装置6に入力される。
The transmitted ultrasonic wave propagates through the medium in the pipe 1 and generates reflected waves at the shape changing portion 2 and the clogging portion 3. The reflected wave is received by the ultrasonic sensor 4, and the reflected signal waveform of the received reflected wave is input to the propagation time correction device 6 via the transducer 5.

【0027】伝搬時間補正装置6では、まずA/D変換
回路23においてトリガ信号および反射信号波形がデジ
タル信号に変換される。次に、反射信号検出回路24に
おいてデジタル信号に変換されたトリガ信号および反射
信号波形に基づいて詰まり検出時遅延時間S(i)を算
出し、さらにこの詰まり検出時遅延時間S(i)と基準
時間登録バッファ22に登録されている基準時間Sr
(i)および基準時間変化範囲δs(i)とに基づいて
変化率σを求める。次に、信号波形補正回路25におい
てこの変化率σに基づき反射信号波形を補正する。次
に、配管内詰まり検出回路26において信号波形補正回
路25で補正された反射信号波形から基準信号波形登録
バッファ21に登録されている基準信号波形が差し引か
れ、この結果残った反射信号波形に詰まり部分3が検出
された場合は詰まり検知信号が出力されて、表示装置7
にその旨の表示がなされる。
In the propagation time correction device 6, first, the trigger signal and the reflected signal waveform are converted into digital signals in the A / D conversion circuit 23. Next, the clogging detection delay time S (i) is calculated based on the trigger signal converted into a digital signal and the reflection signal waveform in the reflection signal detection circuit 24, and the clogging detection delay time S (i) is further referred to as a reference. Reference time Sr registered in time registration buffer 22
The change rate σ is obtained based on (i) and the reference time change range δs (i). Next, the signal waveform correction circuit 25 corrects the reflected signal waveform based on the change rate σ. Next, the reference signal waveform registered in the reference signal waveform registration buffer 21 is subtracted from the reflected signal waveform corrected by the signal waveform correction circuit 25 in the pipe clogging detection circuit 26, and the remaining reflected signal waveform is clogged. When the portion 3 is detected, a clogging detection signal is output and the display device 7
Is displayed to that effect.

【0028】このように本実施形態によれば、配管内部
が空の状態で配管内部に超音波を送信して得られる信号
波形および遅延時間をそれぞれ基準信号波形および基準
時間として予め登録しておき、実際の詰まり検出時に得
られる詰まり検出時遅延時間の基準時間に対する変化率
を算出することにより、実際の詰まり検出時には配管内
の温度を測定することなく、詰まり検出時の反射信号波
形から形状変化部分の反射信号波形成分を確実に相殺で
きるので、信頼性の高い詰まり検出を行うことが可能に
なる。
As described above, according to the present embodiment, the signal waveform and the delay time obtained by transmitting the ultrasonic wave to the inside of the pipe while the inside of the pipe is empty are registered in advance as the reference signal waveform and the reference time, respectively. By calculating the rate of change of the clog detection delay time obtained at the time of actual clog detection with respect to the reference time, it is possible to change the shape from the reflected signal waveform at the time of clog detection without measuring the pipe temperature at the time of actual clog detection. Since the reflected signal waveform components of the portions can be surely canceled out, it is possible to perform highly reliable clogging detection.

【0029】さらに、基準信号波形および基準時間の登
録時の配管内の温度の変動によって推定される基準時間
の変動を基準時間変化範囲として予め登録しておき、予
め登録されている基準時間と実際の詰まり検出時に得ら
れる詰まり検出時遅延時間とについて、この基準時間変
化範囲のみを比較の対象とすることによって、同一の形
状変化部分に対応する遅延時間の検出を高速に行うこと
ができる。
Further, a reference time change estimated based on a change in the temperature in the pipe at the time of registration of the reference signal waveform and the reference time is registered in advance as a reference time change range. By comparing only the reference time change range with the clog detection delay time obtained when clogging is detected, the delay time corresponding to the same shape change portion can be detected at high speed.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、詰まり検出
の際に配管内部の温度を測定することなく詰まり検出を
行うことができる配管内詰まり検出方法および装置が提
供される。
As described above, according to the present invention, there is provided a method and an apparatus for detecting clogging in a pipe, which can detect the clogging without measuring the temperature inside the pipe when detecting the clogging.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態の概略構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の伝搬時間補正装置の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a propagation time correction device in FIG. 1;

【図3】同実施形態における反射信号波形の補正動作を
説明するための図
FIG. 3 is an exemplary view for explaining a correction operation of a reflected signal waveform in the embodiment.

【図4】従来の超音波を用いた配管内詰まり検出方法を
説明するための図
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional method for detecting clogging in a pipe using ultrasonic waves.

【図5】超音波を用いた詰まり検出方法の原理を説明す
るための図
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of a clogging detection method using ultrasonic waves.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…配管 2…形状変化部分 3…詰まり部分 4…超音波センサ 5…送受波器 6…伝搬時間補正装置 7…表示装置 21…基準信号波形登録バッファ 22…基準時間登録バッファ 23…A/D変換回路 24…反射信号検出回路 25…信号波形補正回路 26…配管内詰まり検出回路 41…配管 42…詰まり部分 43…超音波センサ 44…送受波器 45…表示装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piping 2 ... Shape change part 3 ... Clogged part 4 ... Ultrasonic sensor 5 ... Transceiver 6 ... Propagation time correction device 7 ... Display device 21 ... Reference signal waveform registration buffer 22 ... Reference time registration buffer 23 ... A / D Conversion circuit 24 ... Reflection signal detection circuit 25 ... Signal waveform correction circuit 26 ... Plumbing clogging detection circuit 41 ... Piping 42 ... Clogged portion 43 ... Ultrasonic sensor 44 ... Transmitter / receiver 45 ... Display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−75554(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 17/00 - 17/08 G01N 29/00 - 29/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-75554 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 17/00-17/08 G01N 29 / 00-29/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内部に形状変化部分を有する配管の所定位
置から配管内部に超音波を送信し、配管内部の形状変化
部分および詰まり部分からの反射波を受信して、この反
射波の信号波形に基づいて配管の詰まりを検出する配管
内詰まり検出方法において、 予め配管内部が空の状態で前記配管内部に超音波を送信
して得られる前記形状変化部分からの反射波の信号波形
および遅延時間をそれぞれ基準信号波形および基準時間
として登録すると共に、予め推定した温度変化範囲に対
応して設定された時間変化範囲を登録しておき、 実際の詰まり検出時に前記配管内部に超音波を送信し
て得られる前記形状変化部分及び前記詰まり部分からの
反射波の遅延時間を求め、前記基準時間によって示され
る各々の形状変化部分に対応する前記遅延時間を、前記
時間変化範囲内のみを対象に比較検出し、前記遅延時間
の前記基準時間に対する変化率を算出し、 この変化率に基づいて前記反射波の信号波形を補正し、
この補正した信号波形から前記基準信号波形を差し引い
て得られる信号波形に基づいて前記配管の詰まりを検出
することを特徴とする配管内詰まり検出方法。
An ultrasonic wave is transmitted into a pipe from a predetermined position of a pipe having a shape change portion inside, and a reflected wave from a shape change portion and a clogged portion inside the pipe is received, and a signal waveform of the reflected wave is received. In the method for detecting clogging in a pipe, which detects clogging of the pipe based on a signal waveform and a delay time of a reflected wave from the shape-changed portion obtained by transmitting an ultrasonic wave into the pipe in an empty state in advance. Are registered as a reference signal waveform and a reference time, respectively, and a time change range set corresponding to a temperature change range estimated in advance is registered, and when an actual clog is detected, an ultrasonic wave is transmitted inside the pipe. Obtain the delay time of the reflected wave from the shape-changed portion and the clogged portion obtained by, and indicated by the reference time
The delay time corresponding to each shape change portion,
Comparing and detecting only within the time change range, calculating a change rate of the delay time with respect to the reference time, correcting the signal waveform of the reflected wave based on the change rate,
A method for detecting clogging in a pipe, wherein the clogging of the pipe is detected based on a signal waveform obtained by subtracting the reference signal waveform from the corrected signal waveform.
【請求項2】内部に形状変化部分を有する配管の所定位
置から配管内部に超音波を送信し、配管内部の形状変化
部分および詰まり部分からの反射波を受信して、この反
射波の信号波形に基づいて配管の詰まりを検出する配管
内詰まり検出装置において、 予め配管内部が空の状態で前記配管内部に超音波を送信
して得られる前記形状変化部分からの反射波の信号波形
および遅延時間をそれぞれ基準信号波形および基準時間
として登録すると共に、予め推定した温度変化範囲に対
応して設定された時間変化範囲を登録した登録手段と、 実際の詰まり検出時に前記配管内部に超音波を送信し
て得られる前記形状変化部分及び前記詰まり部分からの
反射波の遅延時間を求め、前記基準時間によって示され
る各々の形状変化部分に対応する前記遅延時間を、前記
時間変化範囲内のみを対象に比較検出し、前記遅延時間
の前記基準時間に対する変化率を算出する変化率算出手
段と、 前記変化率に基づいて前記反射波の信号波形を補正し、
この補正した信号波形から前記基準信号波形を差し引い
て得られる信号波形に基づいて前記配管の詰まり検出を
行う詰まり検出手段とを有することを特徴とする配管内
詰まり検出装置。
2. An ultrasonic wave is transmitted from a predetermined position of a pipe having a shape-changed portion to the inside of the pipe, a reflected wave from a shape-changed portion and a clogged portion in the pipe is received, and a signal waveform of the reflected wave is received. In a pipe clogging detection device that detects pipe clogging based on: a signal waveform and a delay time of a reflected wave from the shape-changed portion obtained by transmitting an ultrasonic wave into the pipe in an empty state in advance. together with registers as a reference signal waveform and a reference time, respectively, transmitting a registration unit time variation range set corresponding to the temperature change range registered in advance estimated time of actual clogging detection, an ultrasonic wave inside the pipe From the shape change portion and the clogged portion obtained by
Determine the delay time of the reflected wave, indicated by the reference time
The delay time corresponding to each shape change portion,
A change rate calculating means for comparing and detecting only within the time change range and calculating a change rate of the delay time with respect to the reference time, correcting a signal waveform of the reflected wave based on the change rate,
Clogging detection means for detecting clogging of the pipe based on a signal waveform obtained by subtracting the reference signal waveform from the corrected signal waveform.
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