JP3271879B2 - 管路継手差し込み量測定方法 - Google Patents
管路継手差し込み量測定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管路の片端から音
波を入射し、その継手部で反射する反射波を測定するこ
とにより、簡便に地下に埋設された地下通信管路の継手
部の差し込み量を測定する管路継手差し込み量測定方法
に関するものである。
波を入射し、その継手部で反射する反射波を測定するこ
とにより、簡便に地下に埋設された地下通信管路の継手
部の差し込み量を測定する管路継手差し込み量測定方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、地下埋設管路の継手部の差し込み
量を測定する方法としては、図５に示すパイプカメラを
用いる方法が知られている。
量を測定する方法としては、図５に示すパイプカメラを
用いる方法が知られている。
【０００３】図５において、２０はマンホール、２１は
地下埋設管路、２２は管路継手、３１は小型カメラ、３
２は照明装置、３３はケーブル、３４はケーブル巻取り
装置、３５はモニタ装置、２００はオペレータである。
地下埋設管路、２２は管路継手、３１は小型カメラ、３
２は照明装置、３３はケーブル、３４はケーブル巻取り
装置、３５はモニタ装置、２００はオペレータである。
【０００４】ここで、継手部の差し込み量とは、図５に
示すように、地下埋設管路２１を管路継手２２に挿入し
た後に残る継手部の長さをいう。
示すように、地下埋設管路２１を管路継手２２に挿入し
た後に残る継手部の長さをいう。
【０００５】パイプカメラを用いて地下埋設管路の継手
部の差し込み量を測定する方法は、図５に示すように、
地下埋設管路２１内に小型カメラ３１及び照明装置３２
を挿入し、管路継手２２の差し込み量をオペレータ２０
０が視覚的に観察測定するものである。
部の差し込み量を測定する方法は、図５に示すように、
地下埋設管路２１内に小型カメラ３１及び照明装置３２
を挿入し、管路継手２２の差し込み量をオペレータ２０
０が視覚的に観察測定するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
パイプカメラを用いて地下埋設管路の継手部の差し込み
量を測定する方法を検討した結果、以下の問題点を見い
出した。
パイプカメラを用いて地下埋設管路の継手部の差し込み
量を測定する方法を検討した結果、以下の問題点を見い
出した。
【０００７】前記パイプカメラを用いて地下埋設管路の
継手部の差し込み量を測定する方法では、オペレータ２
００が管路継手２２の差し込み量Ｌを視覚的に観察測定
するため、定量的に測定することができないという問題
があった。
継手部の差し込み量を測定する方法では、オペレータ２
００が管路継手２２の差し込み量Ｌを視覚的に観察測定
するため、定量的に測定することができないという問題
があった。
【０００８】また、小型カメラ３１、照明装置３２、ケ
ーブル巻取り装置３４、及びモニタ装置３５から構成さ
れる大がかりな装置が必要であり、かつ、装置の運搬及
び地下埋設管路２１内に小型カメラ３１及び照明装置３
２の挿入には、かなりの作業人と作業時間が必要である
という問題があった。
ーブル巻取り装置３４、及びモニタ装置３５から構成さ
れる大がかりな装置が必要であり、かつ、装置の運搬及
び地下埋設管路２１内に小型カメラ３１及び照明装置３
２の挿入には、かなりの作業人と作業時間が必要である
という問題があった。
【０００９】本発明の目的は、管路継手の差し込み量を
定量的に測定することが可能な技術を提供することにあ
る。
定量的に測定することが可能な技術を提供することにあ
る。
【００１０】本発明の他の目的は、管路継手差し込み量
の計測が簡便で高速かつ正確に行うことが可能な技術を
提供することにある。
の計測が簡便で高速かつ正確に行うことが可能な技術を
提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、管路継手の差し込み
量を小人数で短時間で測定することが可能な技術を提供
することにある。
量を小人数で短時間で測定することが可能な技術を提供
することにある。
【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すると以下
のとおりである。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すると以下
のとおりである。
【００１４】管路の片端から管路内に音波を入射し、該
入射音波の管路継手部からの時間的に変化する反射音波
を受信し、前記管路内に入射した音波の波形データと当
該管路継手部の音響反射モデルとから当該管路継手部の
差し込み量における予測反射音波データを求める予測反
射音波データ計算過程と、該予測反射音波データと実際
の反射音波データとの差のノルムを求める計算過程と、
該ノルムが最小になる管路継手差し込み量を求める差し
込み量計算過程とから構成される管路継手差し込み量測
定方法である。
入射音波の管路継手部からの時間的に変化する反射音波
を受信し、前記管路内に入射した音波の波形データと当
該管路継手部の音響反射モデルとから当該管路継手部の
差し込み量における予測反射音波データを求める予測反
射音波データ計算過程と、該予測反射音波データと実際
の反射音波データとの差のノルムを求める計算過程と、
該ノルムが最小になる管路継手差し込み量を求める差し
込み量計算過程とから構成される管路継手差し込み量測
定方法である。
【００１５】前述の手段によれば、管路の片端から音響
パルスを管内に入射し、そのときの継手部からの反射音
波の時系列データを測定し、その実際の入射音波と継手
の音響モデルとから差し込み量に対応した反射音波の時
系列データを予測し、この予測反射音波と実際の反射音
波との比較から差し込み量を測定することにより、管路
継手差し込み量の計測を定量的に、簡便で高速かつ正確
に測定することができる。これにより、管路継手の差し
込み量を小人数で短時間で測定することができる。ま
た、管路新設時の竣工検査を簡便で高速かつ安全に行う
ことができる。
パルスを管内に入射し、そのときの継手部からの反射音
波の時系列データを測定し、その実際の入射音波と継手
の音響モデルとから差し込み量に対応した反射音波の時
系列データを予測し、この予測反射音波と実際の反射音
波との比較から差し込み量を測定することにより、管路
継手差し込み量の計測を定量的に、簡便で高速かつ正確
に測定することができる。これにより、管路継手の差し
込み量を小人数で短時間で測定することができる。ま
た、管路新設時の竣工検査を簡便で高速かつ安全に行う
ことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、その実施
の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明す
る。
の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明す
る。
【００１７】本実施の形態（実施例）は、地下埋設通信
管路に関する管路継手部の差し込み量測定方法の場合に
本発明を適用したものである。
管路に関する管路継手部の差し込み量測定方法の場合に
本発明を適用したものである。
【００１８】管路継手部の音響反射モデルとして図１に
示すように断面積がＳ0，Ｓ1，Ｓ０のように変化する円
筒型モデル管路１００を考える。図１において、円筒型
モデル管路１００の断面積がＳ０からＳ1に変化する地
点での反射率をｒ0、円筒型モデル管路１００の断面積
がＳ1からＳ0に変化する地点での反射率をｒ1とする。
また、反射率ｒiにおけるｉは反射率ｒ0、反射率ｒ1を
同時に表わすための添え字で、ｉ＝０，１である。
示すように断面積がＳ0，Ｓ1，Ｓ０のように変化する円
筒型モデル管路１００を考える。図１において、円筒型
モデル管路１００の断面積がＳ０からＳ1に変化する地
点での反射率をｒ0、円筒型モデル管路１００の断面積
がＳ1からＳ0に変化する地点での反射率をｒ1とする。
また、反射率ｒiにおけるｉは反射率ｒ0、反射率ｒ1を
同時に表わすための添え字で、ｉ＝０，１である。
【００１９】この円筒型モデル管路１００に入射波とし
て振幅が１である単位インパルスを入射するとき、図１
の断面変化をもつ円筒型モデル管路１００の反射率ｒi
は平面波の音響理論より次式の数１で求められる。
て振幅が１である単位インパルスを入射するとき、図１
の断面変化をもつ円筒型モデル管路１００の反射率ｒi
は平面波の音響理論より次式の数１で求められる。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここで、図１の断面積が変化する地点での
入射音波と反射音波を関係付ける反射音響特性は図２に
示すインパルス応答で表わされる。断面積がＳ0からＳ1
に変化する地点における最初のインパルス応答をｈ0と
すると、（２Ｌ／ｃ）×ｍ時間ごとのインパルス応答ｈ
mは、それぞれ次式の数２で求めることができる。ただ
し、ｃは音速である。
入射音波と反射音波を関係付ける反射音響特性は図２に
示すインパルス応答で表わされる。断面積がＳ0からＳ1
に変化する地点における最初のインパルス応答をｈ0と
すると、（２Ｌ／ｃ）×ｍ時間ごとのインパルス応答ｈ
mは、それぞれ次式の数２で求めることができる。ただ
し、ｃは音速である。
【００２２】
【数２】
【００２３】ここで、前記数２におけるｈmの添え字ｍ
は時間（２Ｌ／ｃ）×ｍにおけるｍと対応し、ｍは自然
数（１，２，３・・・）である。
は時間（２Ｌ／ｃ）×ｍにおけるｍと対応し、ｍは自然
数（１，２，３・・・）である。
【００２４】本発明では、前記数２の式をもとに、管路
継手差し込み量Ｌの測定を行う。
継手差し込み量Ｌの測定を行う。
【００２５】前記数１の式に示した反射率の定義より−
１≦ｒ≦１であるから、数２の式におけるｈm（ｍ＝
２，３…）以降のインパルス応答の絶対値はｈ0，ｈ1と
比べて小さな値になる。実際に、図１に示した円筒型モ
デル管路１００において単位インパルスを入射したとき
のシミュレーション結果を図３に示す。ただし、各パラ
メータはｌ（Ｌの小文字）＝５.５（ｍ）、Ｌ＝５.０
（ｃｍ）、Ｓ0＝π（０.０８３）2／４（ｍ2）、Ｓ1＝
π（０.１１６）2／４（ｍ2）とした。また、音速はｃ
＝３５３.２（ｍ／ｓ）とした。
１≦ｒ≦１であるから、数２の式におけるｈm（ｍ＝
２，３…）以降のインパルス応答の絶対値はｈ0，ｈ1と
比べて小さな値になる。実際に、図１に示した円筒型モ
デル管路１００において単位インパルスを入射したとき
のシミュレーション結果を図３に示す。ただし、各パラ
メータはｌ（Ｌの小文字）＝５.５（ｍ）、Ｌ＝５.０
（ｃｍ）、Ｓ0＝π（０.０８３）2／４（ｍ2）、Ｓ1＝
π（０.１１６）2／４（ｍ2）とした。また、音速はｃ
＝３５３.２（ｍ／ｓ）とした。
【００２６】音響反射モデルを単純な凹凸に仮定した場
合には、数少ないインパルス応答により音響反射特性を
近似できることが分かる。このようにインパルス応答を
求めることができれば、前記数２の式に基づいて円筒型
モデル管路１００のパラメータであるＬおよび反射率ｒ
を計算できることがわかる。
合には、数少ないインパルス応答により音響反射特性を
近似できることが分かる。このようにインパルス応答を
求めることができれば、前記数２の式に基づいて円筒型
モデル管路１００のパラメータであるＬおよび反射率ｒ
を計算できることがわかる。
【００２７】しかしながら、実際の管路において精度よ
くインパルス応答を求める場合、外界雑音の混入がイン
パルス応答推定精度に大きな影響を与える。
くインパルス応答を求める場合、外界雑音の混入がイン
パルス応答推定精度に大きな影響を与える。
【００２８】そこで、前記数２の式のインパルス応答が
２つのパラメータＬおよびｒの関数になることを利用す
る。実際に用いた入射波をｕ、数２の式から近似した反
射波をｙ￣（ベクトルｙを表わす）とすると、次式の数
３の関係がある。
２つのパラメータＬおよびｒの関数になることを利用す
る。実際に用いた入射波をｕ、数２の式から近似した反
射波をｙ￣（ベクトルｙを表わす）とすると、次式の数
３の関係がある。
【００２９】
【数３】
【００３０】ただし、Ｔ（ｕ，τ）はｕを時間τだけ進
めた波形である。パラメータｒとＬを決定するための評
価関数Ｊは、ｈiが反射率ｒの関数であり、波形Ｔ
（ｕ，τ）がＬの関数であることからｒ，Ｌの関数とし
て次式の数４で定義する。ただし、‖ｕ‖はベクトルｕ
の２乗ノルムを表わす。
めた波形である。パラメータｒとＬを決定するための評
価関数Ｊは、ｈiが反射率ｒの関数であり、波形Ｔ
（ｕ，τ）がＬの関数であることからｒ，Ｌの関数とし
て次式の数４で定義する。ただし、‖ｕ‖はベクトルｕ
の２乗ノルムを表わす。
【００３１】
【数４】
【００３２】前記数４の式より、Ｊ（ｒ，Ｌ）を最小に
するｒ，Ｌを探索する問題に帰着して管路継手部の差し
込み量の測定が可能となった。
するｒ，Ｌを探索する問題に帰着して管路継手部の差し
込み量の測定が可能となった。
【００３３】本発明では、継手差し込み量Ｌのみならず
継手部の直径Ｄも反射率から同時に求めることが可能で
ある。さらに、管路継手の直径Ｄが既知であれば、反射
率ｒが事前に決定できるので前記数４の式は継手部差し
込み量Ｌのみの関数になり計算処理に要する時間を短縮
できることを付記しておく。
継手部の直径Ｄも反射率から同時に求めることが可能で
ある。さらに、管路継手の直径Ｄが既知であれば、反射
率ｒが事前に決定できるので前記数４の式は継手部差し
込み量Ｌのみの関数になり計算処理に要する時間を短縮
できることを付記しておく。
【００３４】図４は本発明の一実施形態である管路継手
差し込み量計測方法のフローチャートである。
差し込み量計測方法のフローチャートである。
【００３５】入射音波データＳ１は音響反射モデルに基
いて得られた数３の式に示す予測反射音波データ計算過
程Ｓ４により予測反射音波データＳ３を計算する。
いて得られた数３の式に示す予測反射音波データ計算過
程Ｓ４により予測反射音波データＳ３を計算する。
【００３６】予測反射音波データＳ３と実際の反射音波
データＳ２との前記数４の式により定義した２乗ノルム
を２乗ノルム計算過程Ｓ５において求める。このとき求
めた２乗ノルムＪと反射率ｒおよび差し込み量Ｌをメモ
リレジスタＳ６に格納しておく。前記の各過程をＬ＝０
からＬ＝ＬmａｘまでΔＬずつ、ｒ＝−１からｒ＝１ま
でΔｒずつ増加させる２重ループにて繰り返す。
データＳ２との前記数４の式により定義した２乗ノルム
を２乗ノルム計算過程Ｓ５において求める。このとき求
めた２乗ノルムＪと反射率ｒおよび差し込み量Ｌをメモ
リレジスタＳ６に格納しておく。前記の各過程をＬ＝０
からＬ＝ＬmａｘまでΔＬずつ、ｒ＝−１からｒ＝１ま
でΔｒずつ増加させる２重ループにて繰り返す。
【００３７】最後にメモリレジスタＳ６に格納された２
乗ノルムＪ、反射率ｒ、差し込み量Ｌの結果から２乗ノ
ルムＪが最小である反射率ｒ、差し込み量Ｌを最適差し
込み量計算過程Ｓ７にて計算する。
乗ノルムＪ、反射率ｒ、差し込み量Ｌの結果から２乗ノ
ルムＪが最小である反射率ｒ、差し込み量Ｌを最適差し
込み量計算過程Ｓ７にて計算する。
【００３８】管路継手部の直径Ｄが既知であれば事前に
ｒが決定されるので図４における２重ループはＬを変化
させるだけの１重ループとして実現できる。
ｒが決定されるので図４における２重ループはＬを変化
させるだけの１重ループとして実現できる。
【００３９】表１に本発明の一実施形態である管路継手
差し込み量測定方法による差し込み量の測定シミュレー
ション結果を示す。ただし、図１においてｌ（Ｌの小文
字）＝５.５（ｍ）、ｄ＝８３（ｍｍ）とし、継手部の
差し込み量をＬ＝５.０（ｃｍ）及びＬ＝５.０（ｃ
ｍ）、継手部の直径をＤ＝１１６（ｍｍ）及びＤ＝６２
（ｍｍ）、音速はｃ＝３５３.２（ｍ／ｓ）を用いた。
反射率ｒおよび差し込み量Ｌの増加量はそれぞれΔｒ＝
０.０１、ΔＬ＝ｃ／（２ｆ）（ｃｍ）、Ｌmａｘ＝２０
ΔＬとした。また、継手部の直径Ｄは管路直径ｄ＝８３
と反射率ｒから前記数１の式を用いて計算により求めた
結果である。ここで、ｆはシミュレーションにおけるサ
ンプリング周波数であり、ｆ＝２０ｋＨｚとした。
差し込み量測定方法による差し込み量の測定シミュレー
ション結果を示す。ただし、図１においてｌ（Ｌの小文
字）＝５.５（ｍ）、ｄ＝８３（ｍｍ）とし、継手部の
差し込み量をＬ＝５.０（ｃｍ）及びＬ＝５.０（ｃ
ｍ）、継手部の直径をＤ＝１１６（ｍｍ）及びＤ＝６２
（ｍｍ）、音速はｃ＝３５３.２（ｍ／ｓ）を用いた。
反射率ｒおよび差し込み量Ｌの増加量はそれぞれΔｒ＝
０.０１、ΔＬ＝ｃ／（２ｆ）（ｃｍ）、Ｌmａｘ＝２０
ΔＬとした。また、継手部の直径Ｄは管路直径ｄ＝８３
と反射率ｒから前記数１の式を用いて計算により求めた
結果である。ここで、ｆはシミュレーションにおけるサ
ンプリング周波数であり、ｆ＝２０ｋＨｚとした。
【００４０】
【表１】
【００４１】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【００４２】
【発明の効果】本願によって開示された発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００４３】管路の片端から音響パルスを管内に入射
し、そのときの継手部からの反射音波の時系列データを
測定し、その実際の入射音波と継手の音響モデルとから
差し込み量に対応した反射音波の時系列データを予測
し、この予測反射音波と実際の反射音波との比較から差
し込み量を測定することにより、管路継手差し込み量の
計測を定量的に、簡便で高速かつ正確に測定することが
できる。これにより、管路継手の差し込み量を小人数で
短時間で測定することができる。また、管路新設時の竣
工検査を簡便で高速かつ安全に行うことができる。
し、そのときの継手部からの反射音波の時系列データを
測定し、その実際の入射音波と継手の音響モデルとから
差し込み量に対応した反射音波の時系列データを予測
し、この予測反射音波と実際の反射音波との比較から差
し込み量を測定することにより、管路継手差し込み量の
計測を定量的に、簡便で高速かつ正確に測定することが
できる。これにより、管路継手の差し込み量を小人数で
短時間で測定することができる。また、管路新設時の竣
工検査を簡便で高速かつ安全に行うことができる。
【図１】本発明の一実施形態（実施例）である管路継手
差し込み量測定方法の継手部のモデルを表わす図であ
る。
差し込み量測定方法の継手部のモデルを表わす図であ
る。
【図２】本発明の一実施形態（実施例）である管路継手
差し込み量測定方法の継手部の音響反射モデルを説明す
るための図である。
差し込み量測定方法の継手部の音響反射モデルを説明す
るための図である。
【図３】本発明の一実施形態（実施例）である管路継手
差し込み量測定方法の継手部の音響反射モデルによるイ
ンパルスを入射したときの反射音波データを表わす図で
ある。
差し込み量測定方法の継手部の音響反射モデルによるイ
ンパルスを入射したときの反射音波データを表わす図で
ある。
【図４】本発明の一実施形態（実施例）である管路継手
差し込み量測定方法の管路継手差し込み量測定方法のフ
ローチャートである。
差し込み量測定方法の管路継手差し込み量測定方法のフ
ローチャートである。
【図５】従来のパイプカメラを用いて地下埋設管路の継
手差し込み量を測定する方法を説明するための図であ
る。
手差し込み量を測定する方法を説明するための図であ
る。
Ｓ１…入射音波データ、Ｓ２…反射音波データ、Ｓ３…
予測反射音波データ、Ｓ４…予測反射音波データ計算過
程、Ｓ５…２乗ノルム計算過程、Ｓ６…メモリレジス
タ、Ｓ７…最適差し込み量計算過程。
予測反射音波データ、Ｓ４…予測反射音波データ計算過
程、Ｓ５…２乗ノルム計算過程、Ｓ６…メモリレジス
タ、Ｓ７…最適差し込み量計算過程。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−55931（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−313499（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 17/00 - 17/08 G01N 29/00 - 29/28 G01S 1/72 - 1/82 G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96
Claims (1)
- 【請求項１】 管路の片端から管路内に音波を入射し、
該入射音波の管路継手部からの時間的に変化する反射音
波を受信し、前記管路内に入射した音波の波形データと
当該管路継手部の音響反射モデルとから当該管路継手部
の差し込み量における予測反射音波データを求める予測
反射音波データ計算過程と、該予測反射音波データと実
際の反射音波データとの差のノルムを求める計算過程
と、該ノルムが最小になる当該管路継手差し込み量を求
める差し込み量計算過程とから構成されることを特徴と
する管路継手差し込み量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25031695A JP3271879B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 管路継手差し込み量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25031695A JP3271879B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 管路継手差し込み量測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989541A JPH0989541A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3271879B2 true JP3271879B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=17206102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25031695A Expired - Fee Related JP3271879B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 管路継手差し込み量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271879B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP25031695A patent/JP3271879B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0989541A (ja) | 1997-04-04 |
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