JP4381619B2 - 超音波漏洩検出装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントや工場などにおいて数多く設置されている流体配管系や密閉された容器体等の各種設備の漏洩位置を探知するときに用いる超音波漏洩検出装置に関する。
【0002】
プラントや工場などの設備においては、最少の消費エネルギーで最大の生産量を得ると共に最高の生産品質を維持するために、漏洩の有無を定期的に検出することが非常に重要となる。設備に漏洩が生じると、漏洩個所から超音波が発生するので、この超音波を指向性を有する超音波マイクロホンを用いた超音波漏洩検出装置で検出することにより、漏洩位置を探知することができる。
【0003】
【従来の技術】
従来の超音波漏洩検出装置は、例えば特開平7−253377号公報に示されている。ここに開示された超音波漏洩検出装置は、携帯型のプローブに、指向性を有する超音波マイクロホンと、該超音波マイクロホンで検出した電気信号を処理する信号処理回路と、該信号処理回路で処理した信号を可視的に出力する出力部と、を配設したものである。
【0004】
この超音波漏洩検出装置は、プローブを片手で把持し、プローブの向きを徐々に変化させて、すなわち、指向性を有する超音波マイクロホンの指向方向を徐々に変化させて使用する。測定すべき設備から流体が外部に漏洩している場合には、超音波マイクロホンの指向方向が漏洩位置の方向に近づいたときに、漏洩位置から放射される超音波が超音波マイクロホンによって電気信号として検出され、この電気信号が信号処理回路で増幅等処理されて出力部に可視的に出力される。そして、超音波マイクロホンの指向方向が漏洩位置と一致したときに出力部の出力値が最大になるので、このときの超音波マイクロホンの指向方向により漏洩位置を探知することができる。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の超音波漏洩検出装置は、出力部の出力値が最大になったときの超音波マイクロホンの指向方向を目測により確認するものであるので、漏洩位置を正確に探知できないという問題点があった。従って本発明の技術的課題は、超音波マイクロホンの指向方向を正確に検知でき、漏洩位置を正確に探知できる超音波漏洩検出装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、指向性を有する超音波マイクロホンと、該超音波マイクロホンで検出した電気信号を処理する信号処理回路と、該信号処理回路で処理した信号を可視的にかつ/あるいは可聴的に出力する出力部と、前記超音波マイクロホンの指向方向と同一方向に光ビームを出射する光源と、少なくとも前記超音波マイクロホン及び前記光源を配設したプローブと、を具備し、前記超音波マイクロホンを複数配設し、複数の超音波マイクロホンの中心に前記光源を配設した、超音波漏洩検出装置にある。
【0007】
【発明の実施の形態】
上記の本発明の技術的手段によれば、レーザポインタなどの光源から出射されたレーザビームなどの光ビームのスポットが測定すべき設備に対して超音波マイクロホンの指向方向を指し示すので、超音波マイクロホンの指向方向を正確に検知できる。また、複数の超音波マイクロホンの中心に光源を配設すれば、光源から出射された光ビームのスポットが測定すべき設備に対して超音波マイクロホンの指向方向の中心を指し示すので、超音波マイクロホンの指向方向をより正確に検知できる。そのため、出力部の出力値が最大になったときの光ビームのスポットにより漏洩位置を正確に探知できる。
【0008】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1に本発明の超音波漏洩検出装置の外観斜視図を示し、図2に本発明の超音波漏洩検出装置の電気的回路のブロック図を示し、図3に本発明の別の超音波漏洩検出装置の外観図を示し、図4に図3のA−A端面図を示し、図5に図3のB−B端面図を示す。先ず、図1と図2を参照して第1実施例を説明する。超音波漏洩検出装置1のプローブ2は、円柱形の先端部3と、横断面がほぼ四角形で先端側と後端側が先細りとなった中央部4と、横断面がほぼ四角形の後方部5と、から成る。後方部5の外径は片手で把持できる程度の大きさである。
【0009】
プローブ2の先端部3に、測定すべき設備から発せられる超音波を検出するための指向性を有する超音波マイクロホン6,7,8と、超音波マイクロホン6,7,8の指向方向と同一方向に光ビームを出射するためのレーザポインタなどの光源9と、を配設する。超音波マイクロホン6,7,8は正三角形の頂点に位置し、光源9は超音波マイクロホン6,7,8の中心(正三角形の重心)に位置する。プローブ2の中央部4の先端側の先細り部に、超音波マイクロホン6,7,8の指向方向と同一方向の映像を映すためのCMOSカメラなどのカメラ10を配設する。
【0010】
プローブ2の中央部4及び後方部5内に信号処理回路11を配設する。中央部4の外側面の一側面に信号処理回路11で処理した信号を可視的に表示するための液晶パネル構成等の表示部12を配設し、後方部5の外側面の一側面に複数の押しボタンキー構成の操作部13を配設する。後方部5に信号処理回路11で処理した信号をヘッドホン14等に可聴的に出力するための出力端子15と、パソコン16等と連結するための入出力端子17と、を配設する。表示部12とヘッドホン14が出力部を成す。
【0011】
信号処理回路11は増幅部21とフィルタ部22と検波部23と整流部24とオートボリュームコントロール部25とレーザ駆動部26と記憶部27及びCPU(中央演算処理部)28とからなる。超音波マイクロフォン6,7,8は、増幅部21、フィルタ部22、検波部23、整流部24、CPU28を通して表示部12に連結する。また検波部23及びCPU28は、オートボリュームコントロール部25、出力端子15を通してヘッドホン14に連結する。またCPU28は、レーザ駆動部26を通して光源9に連結し、入出力端子17を通してパソコン16と連結する。またCPU28にカメラ10及び操作部13が連結する。
【0012】
測定すべき設備の漏洩位置検出に際して、プローブ2の後方部5を片手で把持し、例えば親指で操作部13の電源スイッチを押してオン状態にする。電源スイッチがオンされると、レーザ駆動部26を介してレーザポインタなどの光源9からレーザビームなどの光ビームが出射される。この光ビームのスポットが測定すべき設備に対して超音波マイクロホン6,7,8の指向方向の中心を指し示すので、超音波マイクロホン6,7,8の指向方向を正確に検知できる。
【0013】
そしてプローブ2の先端部3側を設備の方向に向け向きを徐々に変化させることにより、指向性を有する超音波マイクロホン6,7,8の指向方向を徐々に変化させる。測定すべき設備から流体が漏洩している場合には、超音波マイクロホン6,7,8の指向方向が漏洩位置の方向に近づいたときに、漏洩位置から放射される超音波が超音波マイクロホン6,7,8によって電気信号として検出され、信号処理回路11に送られる。
【0014】
この超音波マイクロホン6,7,8によって検出された電気信号は、増幅部21で増幅され、フィルタ部22を通して検波部23で検波され、整流部24で整流され、CPU28で処理されて表示部12に表示される。また検波部23で検波された電気信号は、オートボリュームコントロール部25で一定以上の信号が絞られて出力端子15を通してヘッドホン14に出力される。このオートボリュームコントロール部25により、突然のエアーブローなどによる異常音から耳を守ることができる。
【0015】
超音波マイクロホン6,7,8の指向方向が漏洩位置と一致すると感度が最大になるので、表示部12やヘッドホン15の出力値と光ビームのスポットにより漏洩位置を正確に探知できる。そしてこの漏洩位置をカメラ10で映すことにより漏洩位置を記録でき、またこの漏洩位置を光ビームのスポットと共にカメラ10で映すことにより、正確な漏洩位置を記録できる。カメラ10の映像は記憶部27に記憶され、入出力端子17を通してパソコン16等に出力される。
【0016】
次に、図3乃至図5を参照して第2実施例を説明する。超音波漏洩検出装置31のプローブ32はピストル形状で、縦断面が楕円形の上部33と、横断面がほぼ四角形の下部34と、から成る。上部33の左端部35にゴム製のキャップ36を着脱可能に嵌め合わせる。キャップ36は左端に開口を有する。下部34の外径は片手で把持できる程度の大きさである。
【0017】
上部33の左端部35に、図4に示すように、測定すべき設備から発せられる超音波を検出するための指向性を有する超音波マイクロホン37乃至42と、超音波マイクロホン37乃至42の指向方向と同一方向に光ビームを出射するためのレーザポインタなどの光源43と、を配設する。超音波マイクロホン37乃至42は正六角形の頂点に位置し、光源43は超音波マイクロホン37乃至42の中心(正六角形の重心)に位置する。
【0018】
上部33の右側部に、超音波マイクロホン37乃至42の指向方向の映像を映すためのデジタルカメラなどのカメラ44をねじ45で取付部材46に固定し、上部33の右側部に固定した取付板47にねじ48で取付部材46を固定することにより、カメラ44をプローブ32に着脱可能に配設する。カメラ44はねじ48を中心に取付部材46を回転させて取付板47に固定することにより、図3において、左右に傾斜させてプローブ32に配設することができる。
【0019】
プローブ32内に、第1実施例と同様の信号処理回路(図示せず)を配設する。上部33の右端面49に、図5に示すように、信号処理回路で処理した信号を可視的に表示するための液晶パネル構成等の表示部50と、複数の押しボタンキー構成の操作部51と、を配設する。下部34の左上端部に電源スイッチ52を配設する。上部33に信号処理回路で処理した信号をヘッドホン等に可聴的に出力するための出力端子53と、パソコン等と連結するための入出力端子54と、を配設する。
【0020】
測定すべき設備の漏洩位置検出に際して、キャップ36を取外し、プローブ32の下部34を片手で把持し、例えば人差指で電源スイッチ52を押してオン状態にする。操作部51の二重丸のキーを押すと、レーザ駆動部を介して光源43から光ビームが出射され、二重丸のキーを再び押すと光ビームの出射が止まり、二重丸のキーの押下を繰り返すことにより光ビームの出射と停止が繰り返される。この光ビームのスポットが測定すべき設備に対して超音波マイクロホン37乃至42の指向方向の中心を指し示すので、超音波マイクロホン37乃至42の指向方向を正確に検知できる。漏洩位置を検出するまでの動作は、第1実施例と同様である。そして、超音波マイクロホン37乃至42の感度が最大になったときに、必要であればカメラ44の角度を調節し、漏洩位置を光ビームのスポットと共にカメラ44で映す。周囲の雑音が大きい場合は、キャップ36を上部33の左端部35に嵌め合わせて、プローブ32を漏洩位置に近づけることにより、あるいは漏洩位置に押し当てることにより、正確な漏洩音を検出することができる。
【発明の効果】
本発明は下記の特有の効果を生じる。
上記のように本発明によれば、光源から出射された光ビームのスポットにより超音波マイクロホンの指向方向を正確に検知できるので、漏洩位置を正確に探知できる超音波漏洩検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波漏洩検出装置の実施例を示す外観斜視図。
【図2】本発明の超音波漏洩検出装置の電気的回路を示すブロック図。
【図3】本発明の超音波漏洩検出装置の別の実施例を示す外観図。
【図4】図3のA−A端面図。
【図5】図3のB−B端面図。
【符号の説明】
1,31 超音波漏洩検出装置
2,32 プローブ
6,7,8,37,38,39,40,41,42 超音波マイクロホン
9,43 光源
10,44 カメラ
11 信号処理回路
12,50 表示部
13,51 操作部
14 ヘッドホン
16 パソコン
21 増幅部
22 フィルタ部
23 検波部
24 整流部
25 オートボリュームコントロール部
26 レーザ駆動部
27 記憶部
28 CPU

Claims (1)

  1. 指向性を有する超音波マイクロホンと、該超音波マイクロホンで検出した電気信号を処理する信号処理回路と、該信号処理回路で処理した信号を可視的にかつ/あるいは可聴的に出力する出力部と、前記超音波マイクロホンの指向方向と同一方向に光ビームを出射する光源と、少なくとも前記超音波マイクロホン及び前記光源を配設したプローブと、を具備し、前記超音波マイクロホンを複数配設し、複数の超音波マイクロホンの中心に前記光源を配設した、超音波漏洩検出装置。
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