JP3321057B2 - 水圧試験装置 - Google Patents

水圧試験装置

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JP3321057B2 JP33444597A JP33444597A JP3321057B2 JP 3321057 B2 JP3321057 B2 JP 3321057B2 JP 33444597 A JP33444597 A JP 33444597A JP 33444597 A JP33444597 A JP 33444597A JP 3321057 B2 JP3321057 B2 JP 3321057B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂製の管路
内に負荷された初期水圧の経時変化を水圧検出手段を用
いて計測する水圧試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ダクタイル鋳鉄管等を対象とした
水圧試験装置として、ブルドン管等の圧力センサを利用
し、チャート紙に経過時間に対応する水圧値をグラフ化
して記録するようにしたものや、圧力センサから出力さ
れるデータ値を経過時間と対応させて記録紙に記録する
ようにしたもの等が知られている。これらの水圧試験装
置では、得られたグラフやデータ値に基づいて測定作業
者等が管路の機密性を判断するようになっている。
【0003】すなわち、図3(a)に示すように、横軸
に実時間が、縦軸に水圧レベルが設定されたグラフ上
に、試験開始後の経過時間と管路内の水圧との関係を示
す水圧降下特性線図を描くと、試験開始後の一定時間内
では水圧降下が急激であり、その後は漸小する傾向を示
す。このため、管路内における残留空気の水への溶け込
み等の水圧変化の外乱要因を考慮し、一定時間経過後に
おける水圧降下が許容範囲内に収まっていれば管路に漏
水が生じていないものと判定し、一方、許容範囲を逸脱
している場合には管路に漏水が生じているものと判定し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、耐震
性に優れているポリエチレン管等の合成樹脂製の管が多
用されてきている。このような合成樹脂製の管を地中等
に敷設した管路(以下、合成樹脂製の管路と呼ぶ。)で
は、ダクタイル鋳鉄管等の硬質の管材と違って管路内の
水圧や周囲温度等の影響によって管が若干膨張するた
め、ダクタイル鋳鉄管等とは異なる水圧降下特性を示す
ことが知られている。
【0005】すなわち、図3(b)に示すように、横軸
に時間を対数目盛(対数時間)でとり、縦軸に水圧レベ
ルを対数目盛(対数水圧)でとったグラフ上に水圧降下
特性線図を描いた場合、管路が機密性を有しているとき
には、符号Aで示すような右下がりの直線を描くことに
なるといった研究報告が英国のWRC(Water Research
Center)によってもなされている。また、漏水が生じ
て機密性が損なわれているときには、直線Aの下方に位
置する符号Bで示すような曲線を描き、管路内に空気が
入り込んでいるときには、直線Aの上方に位置する符号
Cで示すような曲線を描くことになる。このため、単に
計測した水圧降下特性だけをグラフ化したり、データ値
を記録したりするだけの従来の水圧試験装置では、合成
樹脂製の管路の機密性の良否を判定することが困難にな
るいう問題があった。
【0006】従って、本発明は、合成樹脂製の管路の機
密性の良否を容易に判定することが可能な水圧試験装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、合成樹脂製の管路内に負荷
された初期水圧の経時変化を水圧検出手段を用いて計測
する水圧試験装置であって、前記初期水圧値を取り込ん
で前記管路の機密性が適正である場合の水圧降下特性に
沿った水圧値を時間軸方向の複数の時点についてシミュ
レートして求める基準特性算出手段と、前記基準特性算
出手段で得られた複数の水圧値と時点、及び前記水圧検
出手段で順次計測される水圧値とその計測時点をそれぞ
れ対数値に変換する対数変換手段と、グラフ表示を行う
表示部と、前記対数変換手段により変換された水圧値と
時点とを直交座標系を用いて前記表示部にグラフ表示さ
せる表示制御手段とを備えたことを特徴としている。
【0008】上記構成によれば、基準特性算出手段によ
り、管路の機密性が適正である場合の水圧降下特性に沿
った水圧値が時間軸方向の複数の時点について算出さ
れ、この算出された複数の水圧値と対応する時間とが対
数値に変換された上で特性線図として表示部に表示され
る。一方、水圧検出手段で順次計測される水圧値とその
計測時点とで得られる特性線図が表示部に表示される。
この結果、基準特性算出手段で算出して得られた特性線
図と、水圧検出手段により実測して得られた特性線図と
を表示部上で目視により比較することができるようにな
り、管路の機密性を容易に判断することが可能となる。
【0009】また、請求項2に係る発明は、請求項1に
係るものにおいて、前記水圧検出手段で順次計測された
水圧値であって前記対数変換手段で変換された水圧値か
ら前記管路の水圧降下特性を求める手段と、求めた水圧
降下特性から前記管路の機密性の良否を判定する判定手
段とを備えたことを特徴としている。
【0010】上記構成によれば、水圧検出手段により実
測して得られた水圧降下特性からその直線性を判別する
等して管路の機密性の良否が自動判定される。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
水圧試験装置の外観斜視図である。この図において、水
圧試験装置10は、合成樹脂製の管路内の水圧を検出す
る圧力センサ12と、試験開始後の経過時間と管路内の
水圧との関係を示す水圧降下特性線図等を表示すると共
に、管路の機密性の良否を判別して報知する装置本体1
4とを備えている。
【0012】圧力センサ12は、半導体材料等で構成さ
れると共に、試験対象となる合成樹脂製の管路にセット
され、その管路内の水圧を検出するものである。
【0013】装置本体14は、試験時間設定キー、試験
開始キー、プリント指示キー等のキー群及び周囲温度、
管路の分岐構造、管路の高低差等の水圧降下特性に影響
を与える補正要素を入力するキー群を有する操作キー1
6と、水圧降下特性線図を表示するLCD(Liquid Cry
stal Display)等からなる表示部18と、表示部18に
表示される水圧降下特性線図をチャート紙等に記録する
プリンタ部20と、試験結果(管路の機密性の良否)を
報知するLED(Light Emitting Diode)等からなる報
知部22と、装置全体の動作を制御する制御部24とを
備えている。なお、装置本体14は、バッテリーで動作
可能となっている。
【0014】図2は、水圧試験装置10の制御ブロック
を示す図である。この図において、制御部24は、所定
の演算乃至制御処理を行うCPU26と、所定の処理プ
ログラム(試験結果の良否判定も含む。)が記憶されて
いるROM28と、データを一時的に記憶するRAM3
0とを備えており、上記所定のプログラムに従って全体
の動作が制御される。
【0015】CPU26には、アナログ信号をデジタル
信号に変換するA/D変換器32を介して圧力センサ1
2が接続されると共に、操作キー16が接続されてい
る。また、CPU26には、表示部18、プリンタ部2
0及び報知部22が接続されている。この報知部22
は、管路の機密性が良と判定されたきに青色のLED等
を点灯させ、管路の機密性が不良と判定されたときに赤
色のLED等を点灯する。
【0016】また、CPU26には、試験対象となる管
路の機密性良否の判断基準となる基準水圧降下特性に沿
って複数の時間と水圧値とを対応させて算出する基準特
性算出手段260、操作キー16から入力された周囲温
度、管路の分岐構造、管路の高低差等に基づいて、計測
した水圧値に補正を施す補正値(又は補正係数)を得る
補正条件設定手段261、基準水圧降下特性を示す時間
と水圧値、及び圧力センサ12で計測した複数の水圧値
とそれらに対応する時間をそれぞれ対数値に変換する対
数変換手段262、対数変換された基準水圧降下特性の
時間と水圧値とを線図として表示部18に表示する第1
の表示制御手段263、対数変換された圧力センサ12
で計測された水圧値と計測時間とを線図として表示部1
8に表示する第2の表示制御手段264、及び、試験終
了時、圧力センサ12で計測した水圧値と計測時間とか
ら水圧降下特性を算出する水圧降下特性算出手段26
5、得られた水圧降下特性に基づいて管路の機密性の良
否を判定する判定手段266の各機能実現手段を備えて
いる。
【0017】次に、上記のように構成された水圧試験装
置10の動作の一例について説明する。装置の電源スイ
ッチがONされて周囲温度、管路の分岐構造、管路の高
低差等の補正要素や試験時間等の試験に必要な条件が入
力される一方、水圧をチェックしながら、あるいはポン
プ側の水圧制御により図外のポンプで管路内に水が供給
され、管路構造や肉厚、直径等の管の種類に応じた水圧
試験に好適な所要圧が負荷された状態にされると、試験
開始キーがONされる。いま、試験開始キーがONされ
た直後からの経過時間をt0,t1,t2,・・・,tn
すると、各時間に対応して圧力センサ12から管路の水
圧が順次p0,p1,p2,・・・,pnとして出力され
る。これらの水圧値は、A/D変換器32を介してCP
U26に取り込まれ、それぞれ経過時間と対応させてR
AM30に記憶される。
【0018】なお、時間t0における水圧p0が出力され
ると、この水圧p0を初期水圧値として、基準特性算出
手段260により、実験的に求められている計算式を利
用して少なくとも試験時間の範囲内における基準水圧降
下特性が算出される。この基準水圧降下特性は、予め設
定された基本形態を有する管路に対する機密性が適正で
ある場合の特性を表すもので、シミュレートされた基準
水圧降下特性に沿った各経過時間と経過時間に対応する
各水圧レベルとが対数変換手段262によりそれぞれ対
数変換され、第1の表示制御手段263により表示部1
8に特性線図として表示される。従って、この特性線図
は、横軸に対数時間が、縦軸に対数水圧が設定された状
態でグラフ表示される。
【0019】一方、時間t0,t1,t2,・・・,tn
対応して圧力センサ12から順次出力される水圧p0
1,p2,・・・,pnは、各時間と各水圧値とが対数
変換手段262により対数変換され、第2の表示制御手
段264により、圧力センサ12から水圧値が出力され
る毎に表示部18に特性線図として表示される。ここ
で、各水圧値は、補正条件設定手段261で得た補正値
(又は補正係数)により補正された上で対数変換手段2
62により対数変換される。なお、第1の表示制御手段
263により表示される特性線図と、第2の表示制御手
段264により表示される特性線図は、実線と点線とに
区分けするとか、カラー表示の場合には色違いにすると
かして表示形態を異にするようにしてもよい。
【0020】そして、試験開始時に設定した試験時間が
経過すると、圧力センサ12による水圧の計測が停止さ
れ、水圧降下特性算出手段265により水圧降下特性を
算出した上で判定手段266により管路の機密性の良否
判定が行われる。この水圧降下特性の算出と良否判定
は、例えば、次のようにして行われる。まず、経過時間
に対する水圧変化の割合Δ0,Δ1,・・・,Δ(n-1)
下記の式に基づき算出する。なお、p0´,p1´,p2
´,・・・,p(n-1)´,pn´は、圧力センサ12から
出力された水圧p0,p1,p2,・・・,p(n-1),pn
を補正条件設定手段261で得た補正値(又は補正係
数)により補正したものである。
【0021】
【数1】
【0022】次いで、それらの差a0,a1,a2,・・
・,a(n-1)を下記の式に基づき算出する。
【0023】
【数2】
【0024】そして、計測誤差等を考慮した不感帯幅を
αとしたとき、a0,a1,a2,・・・,a(n-1)の各値
が±αの範囲内に含まれているときに機密性は良である
と判定し、±αの範囲から外れているときに機密性は不
良であると判定する。なお、a0,a1,a2,・・・,
(n-1)のうちの一部のものが±αの範囲から外れてい
るときは、全体のうちの外れた割合等により総合判定を
行う。また、a0,a1,a2,・・・,a(n-1)のうちの
特定の時点における値が±αの範囲から外れたときに機
密性は不良であると判定し、その時点で試験を中止する
ようにしてもよい。そして、機密性が良と判定されたと
きは、報知部22により青色のLED等が点灯されてそ
の旨が報知される一方、機密性が不良と判定されたとき
は、赤色のLED等が点灯されてその旨が報知される。
【0025】また、例えば、次のようにして良否判定を
行うこともできる。まず、上記のa0,a1,a2,・・
・,a(n-1)の各値の平均値Aを算出する一方、試験開
始直後の初期水圧p0をBとして、Pav=Ax+Bの式
を求める(但し、xは経過時間を表す。)。そして、計
測誤差等を考慮した不感帯幅をαとし、判定幅Pavi
Ax+(B±α)を決定し、上記の水圧p0´,p1´,
2´,・・・,pn´の各値が判定幅Pavi内にある場
合に機密性は良であると判定し、いずれかの値が判定幅
aviから外れる場合に機密性は不良であると判定す
る。勿論、全体のうちの外れた割合等により総合判定を
行うようにしてもよい。
【0026】また、上記のような自動判定と併せて、第
2の表示制御手段264により表示された特性線図と、
第1の表示制御手段263により表示された特性線図と
を表示部18上で目視にて比較し、両者のずれ具合から
目視判定を行い、自動判定と目視判定との総合結果から
最終的な良否判定を行うようにしてもよい。また、自動
判定は行わずに、目視判定のみ行うことも可能である。
すなわち、合成樹脂製の管路では特異な水圧降下特性を
呈することから、実測により得られた水圧降下特性の線
図表示のみでは目視判定は困難であるが、併せて基準水
圧降下特性の線図も表示するようにしているので、容易
に目視判定が可能となる一方、正確な判定が可能とな
る。また、圧力センサ12から出力された水圧値を補正
条件設定手段261で得た補正値(又は補正係数)によ
り補正するようにしているので、第1の表示制御手段2
63により表示された特性線図(直線)との比較が容易
となり、正確な判定が可能となる。また、目視判定のみ
を行う場合は、報知部22等をなくすようにしてもよ
い。
【0027】なお、表示部18に表示されている水圧降
下特性をプリント部20によりチャート紙等にプリント
する必要があるときは、操作キー16の所定の指示キー
を押圧すればよい。また、表示部18に表示されている
特性線図を通信回線等を介して管理拠点等に送信するこ
とも可能である。さらに、管路の機密性良否の自動判定
を行う場合には、LED等の点灯と併せてブザー等の音
響手段により報知するようにしてもよい。
【0028】また、実測した水圧降下特性の線図と基準
水圧降下特性の線図とを表示部18上で比較することに
より、管路内の残留空気の有無も判別が可能である。ま
た、その残留空気の有無を自動判別するようにすること
もできる。さらに、表示部18に表示される座標軸上に
対数目盛を符して表示しておくようにすると、目視判定
を定量的に行えてより確実となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る水
圧試験特性は、初期水圧値を取り込んで管路の機密性が
適正である場合の水圧降下特性に沿った水圧値を時間軸
方向の複数の時点についてシミュレートして求める基準
特性算出手段と、基準特性算出手段で得られた複数の水
圧値と時点、及び水圧検出手段で順次計測される水圧値
とその計測時点をそれぞれ対数値に変換する対数変換手
段と、グラフ表示を行う表示部と、対数変換手段により
変換された水圧値と時点とを直交座標系を用いて表示部
にグラフ表示させる表示制御手段とを備えているので、
合成樹脂製の管路の機密性の良否を容易に目視判定する
ことが可能になると共に、正確な判定が可能となる。
【0030】また、請求項2に係る水圧試験装置は、水
圧検出手段で順次計測された水圧値であって対数変換手
段で変換された水圧値から管路の水圧降下特性を求める
手段と、求めた水圧降下特性から管路の機密性の良否を
判定する判定手段とを備えているので、装置の操作に不
慣れな作業者でも管路の機密性の良否を容易に確認する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る水圧試験装置の外観斜
視図である。
【図2】図1に示す水圧試験装置の制御ブロック図であ
る。
【図3】経過時間と水圧との関係を示す水圧降下特性線
図であり、(a)はダクタイル鋳鉄管等の管路の特性線
図、(b)は合成樹脂製の管路の特性線図である。
【符号の説明】 10 水圧試験装置 12 圧力センサ(水圧検出手段) 14 装置本体 16 操作キー 18 表示部 20 プリンタ部 22 報知部 24 制御部 260 基準特性算出手段 261 補正条件設定手段 262 対数変換手段 263 第1の表示制御手段(表示制御手段) 264 第2の表示制御手段(表示制御手段) 265 水圧降下特性算出手段 266 判定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−79943(JP,A) 特開 平9−218071(JP,A) 特開 平3−137536(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 3/28 G01L 7/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂製の管路内に負荷された初期水
    圧の経時変化を水圧検出手段を用いて計測する水圧試験
    装置であって、前記初期水圧値を取り込んで前記管路の
    機密性が適正である場合の水圧降下特性に沿った水圧値
    を時間軸方向の複数の時点についてシミュレートして求
    める基準特性算出手段と、前記基準特性算出手段で得ら
    れた複数の水圧値と時点、及び前記水圧検出手段で順次
    計測される水圧値とその計測時点をそれぞれ対数値に変
    換する対数変換手段と、グラフ表示を行う表示部と、前
    記対数変換手段により変換された水圧値と時点とを直交
    座標系を用いて前記表示部にグラフ表示させる表示制御
    手段とを備えたことを特徴とする水圧試験装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水圧試験装置において、
    前記水圧検出手段で順次計測された水圧値であって前記
    対数変換手段で変換された水圧値から前記管路の水圧降
    下特性を求める手段と、求めた水圧降下特性から前記管
    路の機密性の良否を判定する判定手段とを備えたことを
    特徴とする水圧試験装置。
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