JP4157466B2 - 弁漏洩検知システム - Google Patents

Description

本発明は、原子力発電所、その他の発電所または機械設備に設置される弁の漏洩およびその予兆を遠隔にて検知する弁漏洩検知システムに関する。

原子力発電所、その他の発電所または機械設備に設置され、人が容易に近づけない位置に設置される弁の漏洩およびその予兆を遠隔にて検知する場合、従来では弁のグランド部にリークオフ配管を設置し、その配管内に温度計を取付け、この温度計の温度上昇を監視することによりグランド部における漏洩検知をすることが行われている。しかし、このような検知システムでは、温度計からの測定ケーブルの設置が膨大となり、特定の弁しか対象とすることができない場合が多く、また５０Ａ以下の小口径弁については構造上、グランド部が小さいことから、リークオフ配管を設置することができないことがあった。

原子力発電所の原子炉格納容器内の弁については、一般に格納容器内換気空調設備を設けて温度および湿度を管理しており、機器からの漏洩が発生した場合には内部の湿度が上昇し、換気空調設備からのドレンが増大することから、ドレン監視によって機器からの漏洩を検知することが可能であるが、この場合には原子炉格納容器全体のドレン量の変化からの検知が主であり、漏洩箇所の特定が困難な場合がある。このため、通常では、内部の運転員によるパトロールにより蒸気の流出、床の漏れ跡による検知等も行われている。

なお、近年では音響センサを用いて弁のリークの有無を探知する技術（例えば特許文献１参照）、また振動等を検出して弁の漏洩を検知する技術（例えば特許文献２参照）等が提案されている。

さらに、弁装置の異常診断および劣化予測の技術として、弁装置の駆動部に設けられている駆動センサを診断装置に接続するとともに、供給エネルギを検出するエネルギセンサおよび弁装置の振動を検出する振動センサを弁装置に仮設し、これらのセンサから出力される検知信号を変換して総合的に診断を行う技術も提案されている（例えば特許文献３参照）。
特開２００２−２９６１３９号公報 特開平６−３２３９４５号公報 特開２００２−１３０５３１号公報

上述した音響センサ、振動検出、エネルギ検出等により漏洩、異常等を検知する従来の技術では、発電所のような騒音や振動レベルの高い場所においては、周辺を含むベースノイズが高いため、漏洩による音なのか、ベースノイズなのか分離できない問題があった。また、このような設備においては、検知装置からの信号用ケーブルの設置のため膨大な費用が掛かり、実用化が困難となっている。特に発電所においては漏洩が問題になる弁が多数設置され、個々の弁毎に漏洩検知装置を設置することが困難であるため、事態の改善が急務となっている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、人が容易に近づけない位置に設置された弁機器の漏洩を遠隔にて精度良く、しかも可能な限り従来の機器の設備を利用して安価に検知および伝達することができる弁漏洩検知システムを提供することを目的とする。

発明者においては、設備に多数設置されている電動弁または空気作動弁等の遠隔操作弁に対し、ＣＣＤカメラおよび集音マイクを内蔵した装置を設置し、その信号を遠隔操作弁の開閉信号に重畳させることにより、信号ケーブルを不要とする漏洩検知システムを構成できるとの知見を得た。

すなわち、電動弁または空気作動弁に、可視光線または赤外線を撮影することができるＣＣＤカメラを設置して、発電所の運転中に定期的に装置を取り付けた周辺を撮影し、その差分を映像処理することにより、温度が上昇した部位を容易に識別することが可能となる。また、内部流体が高温である弁からの漏洩が生じた場合には、漏洩した弁における漏洩部の周辺が高温となるが、低温流体の場合には漏洩部の周辺が低温になる。このため、赤外写真で定期的な撮影を行い、その差分を識別すれば、容易に漏洩箇所を特定することができる。なお、ＣＣＤカメラを設置することにより、周辺の機器の状況も確認することも可能となる。

一方、集音マイクとして指向性を有するマイクを設置した場合には、ＣＣＤカメラで確認された漏洩箇所の音を記録し、周波数分析等を行うことにより漏洩状況を確認することが可能となる。

ＣＣＤカメラおよび集音マイクで収集した情報は、デジタル化し、遠隔操作弁の開閉信号に重畳させて弁の制御装置に伝送することにより、制御装置内で分離して評価を行うことが可能となる。

ＣＣＤカメラおよび集音マイクの電源は、遠隔操作弁における開閉表示用のケーブルから取得することができ、信号はこのケーブルの開閉信号に重畳させて伝送することができる。また、遠隔操作弁の開閉信号は、開側、または閉側が常にオン状態になっており、逆側は常にオフ状態になっている。したがって、いずれかの信号ケーブルには常に電圧が負荷される状態で運用されるため、信号はオン、オフいずれか一方のケーブルを使用して伝送することができる。このため、新たな電源ケーブルおよび信号用ケーブルを敷設する必要がなく、検知装置を設置することが可能となる。

伝送した信号は、遠隔操作弁の制御盤において分離し、パーソナル計算機等を常時接続または必要に応じて接続して信号を受信し、信号を解析することができる。このように、定期的に同一方向を可視光線および赤外線で撮影し、その変化を差分で処理することにより弁、の変化を確認することができる。そして、この変化によって高温の流体、または低温の流体が漏洩していることを確認することができる。

本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、請求項１の発明では、遠隔操作弁に設置され、ＣＣＤカメラおよび集音マイクを取付けた検知装置と、この検知装置により出力される検知信号を変調して前記遠隔操作弁の開閉信号に重畳させて伝達するケーブルと、このケーブルに接続される前記遠隔操作弁操作用の操作盤とを備え、前記操作盤内における分離手段および解析手段により前記検知信号の分離および解析を行い、前記遠隔操作弁およびその機器周辺の漏洩を検知することを特徴とする弁漏洩検知システムを提供する。

請求項２に係る発明では、前記ＣＣＤカメラは、可視光線カメラまたは赤外線カメラであり、漏洩による温度の変化を検知する請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

請求項３に係る発明では、前記ケーブルを、中間部にペネトレーションが存在する伝送インピーダンスが不均一な送信用ケーブルとし、この送信ケーブルを、前記遠隔操作弁に設置された前記ＣＣＤカメラおよび前記集音マイクを取付けた検知装置から検知したセンサデータを変調および重畳して送信する信号伝送器に接続し、変調周波数をカラー副搬送波以下に抑制することにより、伝送インピーダンスを不均一とし、発生する伝送信号の反射および干渉を軽減させる請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

請求項４に係る発明では、弁の漏洩検知を行う制御盤から接点信号を送信する接点信号伝送器と、上記接点信号伝送器に指令を送る弁操作パネルと、遠隔操作弁に取付けて上記接点信号を受信する接点信号伝送器とを備え、上記弁操作パネルから電源ＯＮ／ＯＦＦ信号を送信することにより、前記センサおよびセンサデータを変調し、重畳して送信する信号伝送器の電源のＯＮ／ＯＦＦを遠隔操作して、必要時以外の信号伝送器およびセンサの稼動時間を削減させる請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

請求項５に係る発明では、信号伝送器に、弁もしくは弁駆動装置の診断をするための弁駆動モータ電流を計測する信号、弁のリミットスイッチ信号、弁ケーシング振動を計測する加速度信号、弁棒駆動トルクもしくは弁棒駆動トルクに代わる４駆動ウォームのトルクスプリングの圧縮変位信号、または駆動ウォームの軸圧縮荷重信号を入力し、弁のリミットスイッチ信号線等を利用して、弁の操作室に伝送し、その信号を分離して、その信号を用いて弁および弁駆動装置の診断を遠隔の弁操作室にて実施する請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

請求項６に係る発明では、弁本体または周囲の振動状況を計測する振動計測手段を有し、計測した振動信号を変調および重畳して送信する信号伝送器と、送られてきた重畳信号から振動信号を分離、復元する信号伝送器とを有する請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

請求項７に係る発明では、ＣＣＤカメラ、集音マイク、振動計等の弁本体または周囲の情報を収集するセンサを複数有し、複数のセンサのうち受信するセンサを切り替える機能を有する操作パネルと、操作パネルにより入力された切り替え信号を変調、重畳し送信する機能を持つ信号伝送器と、弁側に設置され、送られてきた切替信号により収録するセンサを切り替える切替手段を持つ信号伝送器を有する請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

請求項８に係る発明では、振動計測手段が圧電式センサであり、正弦波または矩形波等形状を持つ電圧信号を入力する加振波形入力器と、加振波形入力器により入力された電圧信号を変調し、重畳し送信する信号伝送器と、弁体に設置され送られてきた電圧信号を分離復元し、圧電センサの圧電素子を加振する機能を有する信号伝送器とを備えた請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

請求項９に係る発明では、計測手段である圧電式センサにより計測され、弁側に設置した信号伝送器により変調、重畳、送信され、盤側の信号伝送器により分離、復調された振動信号と、加振波形入力器により入力した信号から応答を算出し、その応答の変化から劣化を検知する劣化検知機能を有する請求項１記載の弁漏洩検知システムを提供する。

本発明によれば、人が容易に近づけない位置に設置された弁機器の漏洩を遠隔にて精度良く、しかも可能な限り従来の機器の設備を利用して安価に検知および伝達することができる。

以下、本発明に係る弁漏洩検知システムの実施形態について、図面を参照して説明する。

［第１実施形態（図１〜図４）］
本実施形態は、原子炉格納容器内に設置される遠隔操作弁としての電動弁の弁漏洩検知システムについてのものである。図１は、弁漏洩検知システムを示す概略的構成図であり、図２および図３は、それぞれ電動弁にＣＣＤカメラおよび集音マイクを設置した状態を示す構成図である。図４は、図１に示した弁漏洩検知システムを具体化した場合の構成図である。

図１に示すように、原子炉格納容器内１は格納容器壁２により外部と区画され、格納容器壁２の貫通部であるペネトレーション部３に弁用既設ケーブル４が貫通している。弁用既設ケーブル４には、原子炉格納容器内１の空間に設置された電動弁５が接続されるとともに、格納容器壁２の外側ではモータ制御盤６が接続されている。電動弁５には、ＣＣＤカメラおよび集音マイク等を有する検知装置７が取付けられている。

図２に示すように、検知装置７のＣＣＤカメラ８は、電動弁５の制御ボックス等に配置され、電動弁５の弁本体および部分流路部分等の撮像を行えるようになっている。また、図３に示すように、周音マイク９も例えば電動弁５の制御ボックス等に配置され、破線で示すように、弁可動部の周辺の音を広範囲に亘って捉えることができるようになっている。

そして、本実施形態の弁漏洩検知システムは具体的に、図４に示すように、ＣＣＤカメラ８および周音マイク９が検知制御装置１０に接続され、これらの電源１２が電動弁５の開閉表示用スイッチ（開閉スイッチ）１３から入力されるようになっている。検知制御装置１０では、定期的にＣＣＤカメラ８により撮影される可視光線または赤外線の映像、および集音マイク９で収集される音が処理され、電動弁５の開閉用信号に重畳されて、出力信号１１としてモータ操作盤９の弁制御装置６ａに伝送される。

電動弁５のケーブル４は、原子炉格納容器内１を配線され、原子炉格納容器内１のペネトレーション３である部貫通部を通って格納容器貫通部外の弁制御装置６ａに接続されている。弁制御装置６ａには、配線１４を介して信号分離装置１５および操作機１６が接続されている。検知装置７で撮影された映像データは、信号ケーブル４に重畳されてモータ操作盤６に伝送され、このモータ操作盤６で分離される漏洩箇所の確認が可能となっている。

［第２実施形態（図５）］
図５は、本発明の第２実施形態を示すシステム構成図である。

本実施形態では図５に示すように、格納容器内１０１に遠隔操作弁としての電動弁１０２が設置されている。制御盤または現場盤１０３から格納容器壁１０４のペネトレーション１０５に信号線１０６および動力線１０７が貫通している。

電動弁１０２にはＣＣＤカメラ１０８、マイクロフォン１０９および信号伝送器（送信器）１１０が設けられている。制御盤または現場盤１０３には信号伝送路（受信器）１１１，映像監視装置１１２および音声監視装置１１３が設けられ、電動弁１０２の弁電気箱１１４と制御盤または現場盤１０３に設けた弁遠隔操作回路１１５とが信号線１０６および動力線１０７により接続されている。なお、１１６は弁操作パネルである。

すなわち、本実施形態では、格納容器内１０１に敷設する電動弁１０２は、電動弁１０２の開閉を遠隔操作する中央制御室の制御盤または現場盤１０３と、格納容器壁に設けるペレトレーション１０５（容器内を密封に保つための信号取り出し端子）を介して、信号線１０６や動力線１０７が接続されている。

電動弁１０２には、開閉状態検出用として、一般的に複数個のＬＳ（リミットスイッチ）が備えてあり、このＬＳは、中央制御室の制御盤または現場盤１０３が備える電源（ＡＣ１００ＶもしくはＡＣ２００Ｖ）と電磁リレーと、ペネトレーション１０５を介して直接ケーブル接続してある。

弁開閉状態を検出する場合には、中央制御室の制御盤１０３または現場盤から、ＬＳに電圧を印加し、ＬＳが『開』から『閉』に変化した場合に、中央制御室の制御盤または現場盤１０３に備えられた電磁リレーが作動する構成となっている。

本実施形態では、以下に述べるように、信号線１０６に、弁状態検出データ（映像、音声など）を重畳させ、中央制御室の制御盤または現場盤１０３で監視する弁漏洩検知システムが構成される。

弁漏洩検知システムは、格納容器内１０１に敷設する電動弁等の電動弁１０２に、弁周囲の状態を監視するセンサとして、ＣＣＤカメラ１０８、マイクロフォン１０９を、ＬＳ信号線１０６に重畳して、センサデータを中央制御室の制御盤もしくは１０３現場盤へ送信する信号伝送器（送信器）１１０とを備えている。信号伝送器（送信器）１１０は、中央制御室の制御盤１０３から接続されている動力線１０７から電力を取り込む構成となっている。

中央制御室の制御盤または現場盤１０３には、格納容器内１０１に敷設する電動弁１０２に備えた信号伝送器（送信器）１１０から送信がされ、ＬＳ信号線１０６に重畳して送られてくるセンサデータを受信する信号伝送器（受信器）１１１が備えられている。

中央制御室の制御盤１０３または現場盤は、信号伝送器（受信器）１１１で受信したセンサデータを映像監視装置１１２、音声監視装置１１３を備え、これら監視装置で弁漏洩検知を監視する構成としている。

よって、本実施形態では、既設格納容器内において、新たな信号ケーブル、動力ケーブルを敷設することなく、弁の周囲の状態を監視して弁漏洩を検知するシステムを構築することができる。

この弁漏洩検知システムが確実かつ容易に利用できるようにするには、ノイズや歪の無い良質なセンサデータを中央制御室の制御盤または現場盤１０３へ送信する必要がある。センサデータを重畳させるＬＳ信号線１０６は、伝送インピーダンスが不均一であり、途中に構成の異なるペネトレーション１０５が存在するため、周波数帯域が広い映像データを含む複数のデータを変調し伝送すると、ノイズや干渉が発生し、弁漏洩検知システムに支障をきたす。

本実施形態では、伝送インピーダンスが不均一であっても、伝送信号Ｓにノイズや干渉の発生が少ない低周波の変調周波数を選択することで、これらに対して対処すことができる。したがって、本実施形態では、変調周波数をカラー副搬送波以下（約５ＭＨｚ）に抑制する。

［第３実施形態（図６）］
本実施形態では、図６に示すように、格納容器内１０１に敷設する電動弁１０２が、電動弁１０２の開閉を遠隔操作する中央制御室の制御盤または現場盤１０３と、格納容器壁に設けるペネトレーション１０５（容器内を密封に保つための信号取り出し端子）を介して、信号線１０６や動力線１０７が接続されている。また、上記遠隔操作弁（電動弁）１０２は、一般的に動力線１０７として、電動弁を駆動させるケーブルの他に、弁の開閉検知用リミットスイッチを内蔵した電気箱内の温度を暖めることで、電動弁１０２の耐久性向上やリミットスイッチが結露等で異常検知しない目的で設けてあるスペースヒータ１１７の電源ケーブルが備えられている。スペースヒータに供給する電源は、中央制御室の制御盤または現場盤１０３から常時一定電圧を供給されている。

本実施形態の弁漏洩検知システムで用いる弁周囲の状態を監視するセンサのデータを、ＬＳ信号線１０６に重畳して中央制御室の制御盤または現場盤１０３へ送信する信号伝送器（送信器）１１０は、駆動させるために電源が必要である。本実施形態では、スペースヒータへ供給される電源を分岐して受電する構成となっている。したがって、スペースヒータの電源を用いることにより、新たな電源ケーブルの敷設が不要となり、安価でシンプルなシステム構成となる。

なお、弁漏洩検知システムは、格納容器内１０１に敷設する電動弁１０２に、弁周囲の状態を監視するセンサとして、ＣＣＤカメラ１０８およびマイクロフォン１０９を、ＬＳ信号線１０６に重畳してセンサデータを中央制御室の制御盤または現場盤１０３へ送信する信号伝送器（送信器）１１０とを備える。信号伝送器（送信器）１１０は、中央制御室の制御盤１０３から接続されている動力線１０７により電力を取り込む構成とされている。

格納容器内１０１は、常時高温雰囲気中であるため、格納容器内１０１に敷設する電動弁１０２に取付ける弁周囲の状態を監視するＣＣＤカメラ１０８、マイクロフォン１０９等のセンサや信号伝送器（送信器）１１０は、過熱により誤動作する恐れがあり、信頼性が課題である。

［第４実施形態（図７）］
本実施形態では、センサや信号伝送器（送信器）の稼動時間を少なくすることで対応するものである。

すなわち、図７に示すように、本実施形態は、中央制御室の制御盤または現場盤１０３から必要に応じて（弁漏洩検知を行う時に）、弁操作パネル１１６よりセンサや信号伝送器（送信器）の電源投入・遮断を遠隔制御する手段を講じて、センサや信号伝送器（送信器）の稼動時間の縮小化を図るものである。

格納容器内１０１に敷設される電動弁１０２に取付ける信号伝送器（送信器）１１０とは別に、ＬＳ信号線１０６または動力線１０７に重畳させて用いる電源管理用の接点信号伝送器（電源管理用受信器）１１８が新たに設けられている。

また、中央制御室の制御盤または現場盤１０３には、電動弁１０２に取付けるセンサおよび信号伝送器（送信器）１１０の電源の投入・遮断を遠隔操作するための弁操作パネル１１６と、電源管理用の信号伝送器（送信器）１１９とが設けられている。

操作卓よりセンサや信号伝送器（送信器）の電源投入・遮断の遠隔制御は、電源管理用の信号伝送器の受信器１１８および送信器１１９により、弁操作パネル１１６からの遠隔制御信号を変調し、ＬＳの状態（弁開閉）を検知する信号と周波数フィルタ等により分離して送受信する方法が用いられる。

なお、電源管理用の接点信号伝送器の電源管理用受信器１１８および送信器１１９による変調は、高周波変調に限定されない。信号線および動力線に影響を与えなければ、直流信号を重畳させてもよい。

本実施形態の弁漏洩検知システムによれば、センサデータを変調し、重畳して送受信する信号伝送器１１０、１１１とは別に、接点信号伝送器に指令を送る弁操作パネル１１６と、上記接点信号をＬＳ信号線１０６または動力線１０７に重畳して送信する信号伝送器１１９と、遠隔操作弁に取付けて上記接点信号を受信する接点信号伝送器（電源管理用受信器）１１８とを新たに備えている。これにより、必要な時のみ漏洩検知センサおよびセンサデータを変調し重畳して送信する信号伝送器の電源を投入することで、信号伝送器およびセンサの稼動時間を削減させて過熱低減および耐久性向上が図れるものとなる。

［第５実施形態（図８、図９）］
本実施形態では、放射線環境下に使用可能とするために、鉛等の放射線遮蔽体にて信号伝送器を包み込み、電力線、および信号線は、図８に示すように、放射線が直線的に伝送器内部に入り込まないようにするため、矩形状に折曲した放射線遮蔽体によりカバーされた信号線出入口管２０１を介して外部に接続して、遮蔽効果を向上させるようになっている。

また、図９に示すように、映像はミラー２０２を介して矩形に曲がった通路である放射線遮蔽体によりカバーされた矩形映像入口管２０４を通すことにより、放射線遮蔽効果を高めることができるようになっている。

鉛等の放射線遮蔽体に代え、図９に示す電動弁駆動装置のケーシング２０３に、その機能を与えることも可能である。また、高温環境下において使用する弁においては、弁漏洩検知システムを設置する弁、隣接する弁あるは、配管の輻射熱を防ぐことが可能となる。梱包内部の熱は、電子冷却により冷却する。

従来の弁および弁駆動装置の診断については、診断装置を現場の弁近くに搬送し、信号線入力により診断する必要があったが、本実施形態のシステムによれば、弁操作室にて弁を多数まとめて診断できるので、診断作業量が大幅に削減できる。

［第６実施形態（図１０）］
本実施形態では、図１０に示すように、ＣＣＤカメラ１０８による映像信号またはマイクロフォン１０９による音声信号を重畳させ、中央制御室の制御盤１０３または現場盤で監視する弁漏洩検知システムにおいて、振動計３０２と振動計３０２から得られた電圧信号から振動信号を得る振動変換器３０３を電動弁１０２に備えるようになっている。すなわち、振動変換器３０３により得られた振動信号は、信号伝送器１１０により変調、重畳され、信号伝送器１１１に送信される。

また、制御盤または現場盤１０３には、受信した信号を分離、復調する信号伝送器１１１と分離、復調された振動データを表示する振動データ表示装置３０５を備える。

振動計３０２は、圧電式加速度計やプリアンプを内蔵した圧電式加速度計や非接触変位計等であり、振動状況を電圧信号で振動変換機３０３に出力するものである。振動計３０２が圧電式加速度計またはプリアンプを内蔵した圧電式加速度計である場合、振動変換器３０３は駆動電圧を印加する機能も兼ね備える。

振動計３０２は、電動弁１０２本体または電動弁１０２の周囲にある配管または機器に取り付けることで、それぞれの対象物の振動状況を把握することが可能となる。振動状況を定期的に監視し、比較することでそれぞれの対象物の異常や劣化状態を把握することが可能となる。

本実施形態では、電動弁１０２のもつ既存の信号線を利用し、振動信号を重畳して送信を可能とすることにより、振動計測用の信号線を新たに設置することなく、機器の振動状況を把握できるという効果がある。特に図４ないし図６に示すように、原子力発電所の格納容器内に設置された機器の振動状況を把握する場合については、運転中に振動計測のために現場への立ち入ることは不可能であり、振動計測用の信号線を新たに設置することも困難であることから、本発明の効果が大きい。

［第７実施形態（図１１）］
本実施形態では、図１１に示すように、電動弁１０２または周囲の情報を収集するセンサとして、複数のＣＣＤカメラ１０８またはマイクロフォン１０９または振動計３０２を備えており、それぞれのセンサの信号を切り替えて信号伝送器１１０に送信する機能を持つ信号切替器３０２を有する。

制御盤または現場盤１０３には、弁操作パネル１１６により指示されたセンサの切り替え指示を信号伝送器１１１に送信する信号切替入力器３０１を備える。これにより、弁操作パネル１１６にて必要とするセンサの信号を入力することにより、電動弁１０２に設置した複数のＣＣＤカメラ１０８またはマイクロフォン１０９または振動計３０２からの信号を切り替えて受信することが可能となる。

１台の電動弁１０２の信号線を用いて複数のＣＣＤカメラ１０８やマイクロフォン１０９または振動計３０２の信号を切り替えて受信できることにより、信号伝送器１１０および信号伝送器１１１の構成を同じくして、複数の対象を監視できることとなり、機材を増やすことなく監視することが可能となる。

また、複数を設置できることから、１台のＣＣＤカメラ１０８では監視の困難な場所に対しても監視することが可能となり、漏洩等の異常をミスなく検知することが可能となる。定期的に自動切換えを行う機能を信号切替入力器３０１に備えることにより、漏洩等の異常のより早期検知が可能となる。

［第８実施形態（図１２）］
本実施形態は、図１２に示すように、振動計３０２が圧電式センサとされている。そして、圧電式センサに正弦波または矩形波等の電圧信号を入力することにより、圧電素子３２０を加振させるようになっている。加振された圧電素子３２０の振動は、振動計３０２内の錘３１９を振動させることになり、結果的に振動計３０２を取り付けている対象物３２１を加振することとなる。

その結果、対象物３２１は振動し、その振動が振動計３０２で計測される。振動計３０２に入力する正弦波または矩形波等の電圧信号は、制御盤または現場盤１０３に備える加振波形入力器３１３により生成され、信号伝送器１１１により変調、重畳され電動弁１０２の信号伝送器１１０に送信される。信号伝送器１１０では、受信した信号を分離、復調し振動変換器３０３に電圧信号を送信する。

加振波形入力器３１３により、生成された加振波形３１４は、圧電式センサを駆動する電圧Ｖ０に圧電素子３２０を加振する矩形電圧Ｖ１を加えた電圧信号である。この電圧信号を圧電式センサに印加すると矩形電圧Ｖ１の入力により、圧電素子３２０が振動することによりおもり３１９が振動する。その結果、対象物３２１をハンマリングした状態となり、対象物は加速度波形３１５のような振動をする。この加速度波形３１５は、対象物３２１に取り付けられている振動計３０２により計測される。振動計３０２により計測された振動データは振動変換器３０３、信号伝送器１１０を通して制御盤または現場盤１０３に送信され、振動データ表示装置３０５に表示される。

本実施形態によれば、加振波形入力器３１３により入力した波形３１４と計測された波形３１５とから対象物３２１の応答を計測し、定期的に応答を比較することによって対象物３２１の劣化を検知することが可能である。

定期的に波形３１５の周波数分析結果３２２を比較すると、振動計３０２を取り付けた対象物３２１の劣化（ゆるみ、剛性低下等）が発生した場合、卓越する周波数が正常３１７から劣化３１８に低下する。このように、定期的に応答を比較することにより、劣化の検知を行うことが可能となる。

本発明では、他の発明と同様に、電動弁１０２のもつ既存の信号線を利用し、振動信号を重畳して送信を可能とすることにより、振動計測用の信号線を新たに設置する必要がない。さらに、機器の劣化状況を運転中に、しかも現場から離れた場所で把握できるという効果がある。また、振動計測に用いる振動計を加振源として使用することで、加振源となる装置を新たに追加する必要がない。

［第９実施形態（図１３）］
本実施形態では、図１３に示すように、ＣＣＤカメラ１０８またはマイクロフォン１０９または振動計３０２から得られた信号をデジタルデータに変換するデジタルデータ伝送器３０６と、デジタルデータを重畳し、送信する送信手段を有する信号伝送器１１０を備えている。また、受信した信号を分離、復調する信号伝送器１１１とデジタルデータとをアナログデータに変換するデジタルデータ伝送器３０４を備えている。デジタルデータ伝送器３０４および３０５は、送受信するデータを圧縮または復元する機能を有するものとしてよい。

本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ１０８、マイクロフォン１０９または振動計３０２にて収集した信号の劣化を抑えた送信が可能となるとともに、データの圧縮処理が容易になるため、伝送するデータ量を縮小することによる伝送効率の向上を図ることができる。

［第１０実施形態（図１４）］
本実施形態では、図１４に示すように、電動弁１０２、周囲の情報を収集するＣＣＤカメラ１０８、マイクロフォン１０９または振動計３０２が無線通信器（子機）に備えられ、電動弁１０２に設置された無線通信器（親機）と無線通信を可能とする構成となっている。

無線通信機３０８のデジタル変換機（Ａ／Ｄ）３１１により、ＣＣＤカメラ１０８またはマイクロフォン１０９または振動計３０２の信号はデジタル化され、通信部３００により無線通信器３０７に送信される。

無線通信器３０７により受信したデータは、信号伝送器１１０により分離および重畳され、制御盤または現場盤１０３に送信される。

本実施形態によれば、電動弁１０２の周囲の情報を収集する場合に、電動弁１０２からケーブルを敷設する必要なく、ＣＣＤカメラ１０８、マイクロフォン１０９または振動計３０２を設置することができるという効果が奏される。

本発明の第１実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す概略図。 本発明の第１実施形態における電動弁構成を示す斜視図。 本発明の第１実施形態における電動弁構成を示す斜視図。 本発明の第１実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。 本発明の第２実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す概略図。 本発明の第３実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。 本発明の第４実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の第５実施形態による弁漏洩検知システムを示す説明図。 本発明の第５実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。 本発明の第６実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。 本発明の第７実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。 本発明の第８実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。 本発明の第９実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図 本発明の第１０実施形態による弁漏洩検知システムの構成を示す図。

符号の説明

１ 原子炉格納容器内
２ 格納容器壁
３ ペネトレーション部
４ 弁用既設ケーブル
５ 電動弁
６ モータ制御盤
７ 検知装置
８ ＣＣＤカメラ
９ 周音マイク
１０ 検知制御装置
１２ 電源
１３ 開閉スイッチ
１４ 配線
１５ 信号分離装置
１６ 操作機

Claims (9)

1. 遠隔操作弁に設置され、ＣＣＤカメラおよび集音マイクを取付けた検知装置と、この検知装置により出力される検知信号を変調して前記遠隔操作弁の開閉信号に重畳させて伝達するケーブルと、このケーブルに接続される前記遠隔操作弁操作用の操作盤とを備え、前記操作盤内における分離手段および解析手段により前記検知信号の分離および解析を行い、前記遠隔操作弁およびその機器周辺の漏洩を検知することを特徴とする弁漏洩検知システム。
2. 前記ＣＣＤカメラは、可視光線カメラまたは赤外線カメラであり、漏洩による温度の変化を検知する請求項１記載の弁漏洩検知システム。
3. 前記ケーブルを、中間部にペネトレーションが存在する伝送インピーダンスが不均一な送信用ケーブルとし、この送信ケーブルを、前記遠隔操作弁に設置された前記ＣＣＤカメラおよび前記集音マイクを取付けた検知装置から検知したセンサデータを変調および重畳して送信する信号伝送器に接続し、変調周波数をカラー副搬送波以下に抑制することにより、伝送インピーダンスを不均一とし、発生する伝送信号の反射および干渉を軽減させる請求項１記載の弁漏洩検知システム。
4. 弁の漏洩検知を行う制御盤から接点信号を送信する接点信号伝送器と、上記接点信号伝送器に指令を送る弁操作パネルと、遠隔操作弁に取付けて上記接点信号を受信する接点信号伝送器とを備え、上記弁操作パネルから電源ＯＮ／ＯＦＦ信号を送信することにより、前記センサおよびセンサデータを変調し、重畳して送信する信号伝送器の電源のＯＮ／ＯＦＦを遠隔操作して、必要時以外の信号伝送器およびセンサの稼動時間を削減させる請求項１記載の弁漏洩検知システム。
5. 信号伝送器に、弁もしくは弁駆動装置の診断をするための弁駆動モータ電流を計測する信号、弁のリミットスイッチ信号、弁ケーシング振動を計測する加速度信号、弁棒駆動トルクもしくは弁棒駆動トルクに代わる駆動ウォームのトルクスプリングの圧縮変位信号、または駆動ウォームの軸圧縮荷重信号を入力し、弁のリミットスイッチ信号線等を利用して、弁の操作室に伝送し、その信号を分離して、その信号を用いて弁および弁駆動装置の診断を遠隔の弁操作室にて実施する請求項１記載の弁漏洩検知システム。
6. 弁本体または周囲の振動状況を計測する振動計測手段を有し、計測した振動信号を変調および重畳して送信する信号伝送器と、送られてきた重畳信号から振動信号を分離、復元する信号伝送器とを有する請求項１記載の弁漏洩検知システム。
7. ＣＣＤカメラ、集音マイク、振動計等の弁本体または周囲の情報を収集するセンサを複数有し、複数のセンサのうち受信するセンサを切り替える機能を有する操作パネルと、操作パネルにより入力された切り替え信号を変調、重畳し送信する機能を持つ信号伝送器と、弁側に設置され、送られてきた切替信号により収録するセンサを切り替える切替手段を持つ信号伝送器を有する請求項１記載の弁漏洩検知システム。
8. 振動計測手段が圧電式センサであり、正弦波または矩形波等形状を持つ電圧信号を入力する加振波形入力器と、加振波形入力器により入力された電圧信号を変調し、重畳し送信する信号伝送器と、弁体に設置され送られてきた電圧信号を分離復元し、圧電センサの圧電素子を加振する機能を有する信号伝送器とを備えた請求項１記載の弁漏洩検知システム。
9. 計測手段である圧電式センサにより計測され、弁側に設置した信号伝送器により変調、重畳、送信され、盤側の信号伝送器により分離、復調された振動信号と、加振波形入力器により入力した信号から応答を算出し、その応答の変化から劣化を検知する劣化検知機能を有する請求項１記載の弁漏洩検知システム。

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