JP4665163B2 - Leak inspection method and leak inspection apparatus - Google Patents
Leak inspection method and leak inspection apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4665163B2 JP4665163B2 JP2005067599A JP2005067599A JP4665163B2 JP 4665163 B2 JP4665163 B2 JP 4665163B2 JP 2005067599 A JP2005067599 A JP 2005067599A JP 2005067599 A JP2005067599 A JP 2005067599A JP 4665163 B2 JP4665163 B2 JP 4665163B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- pressure
- container
- fluid
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Description
本発明は、配管やタンクなどからの流体の漏洩を検査する漏洩検査方法および漏洩検査装置に関する。 The present invention relates to a leakage inspection method and a leakage inspection apparatus for inspecting leakage of fluid from pipes and tanks.
燃料ガスや石油類などの流体を、配管を用いて輸送、または各種の圧力タンク内に貯蔵する場合、流体の漏洩の有無またはその程度を検査することは非常に重要である。これらの流体の漏洩は、流体自体の損失や、引火の危険、環境の汚染等につながるからである。 When a fluid such as fuel gas or petroleum is transported by piping or stored in various pressure tanks, it is very important to inspect the presence or absence of fluid leakage. This is because leakage of these fluids leads to loss of the fluid itself, danger of ignition, environmental pollution, and the like.
これらの漏洩を検査する方法のうち、最も基本的な方法として、圧力式漏洩検査方法が挙げられる。この方法は、配管やタンク内の流体を所定圧力に加圧し、配管やタンクを閉塞した状態で配管やタンク内の流体の圧力変化を測定することで、流体の漏洩の有無またはその程度を検査するものである。 Among these methods for inspecting leakage, the most basic method is a pressure type leakage inspection method. In this method, the fluid in the pipe or tank is pressurized to a predetermined pressure, and the pressure change of the fluid in the pipe or tank is measured while the pipe or tank is closed, thereby inspecting the presence or degree of fluid leakage. To do.
しかしながら、これらの流体は、周囲の温度変化によってもその圧力が変化してしまう。したがって、この圧力式漏洩検査方法において、漏洩検査の精度を向上させ、信頼性のある検査とするためには、配管やタンク内の流体の圧力変化を測定する際に、その圧力変動分が流体の漏洩に起因するものなのか、あるいは流体の温度変化に起因するものなのかを判別し、流体の温度変化に起因する変化分を適切に除去する必要がある。 However, the pressure of these fluids changes due to changes in ambient temperature. Therefore, in this pressure type leak inspection method, in order to improve the accuracy of the leak inspection and make it a reliable inspection, when measuring the pressure change of the fluid in the pipe or the tank, the pressure fluctuation component is It is necessary to determine whether it is caused by the leakage of the fluid or the temperature change of the fluid and appropriately remove the change caused by the temperature change of the fluid.
そこで、測定した流体または配管やタンク壁の温度を用いて温度補正を行うことにより、このような温度起因の変動分を除去しようとする試みがなされている。 Therefore, attempts have been made to eliminate such temperature-induced fluctuations by performing temperature correction using the measured fluid or the temperature of the piping or tank wall.
例えば、特許文献1には、パイプライン内を所定圧力に加圧して圧力を計測すると共に流体温度を計測し、この流体温度に基づいて温度補正を行い、補正された圧力値に基づいてパイプラインの漏洩を検出する技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that a pipeline is pressurized to a predetermined pressure and the pressure is measured, the fluid temperature is measured, temperature correction is performed based on the fluid temperature, and the pipeline is based on the corrected pressure value. A technique for detecting the leakage of the image is disclosed.
また、特許文献2には、測定の開始時点および測定時点において配管の管壁温度または周囲温度を測定し、測定時点における温度と特定開始時点における温度とに基づいて、圧力変化補正値を管壁から管内空気への熱伝達を考慮して求め、この圧力変化補正値を用いて配管の漏洩を検出する技術が開示されている。
In
しかしながら、これらの技術はいずれも、流体および配管もしくはタンクの熱的ダイナミックスが既知であることを前提として温度補正を行うものである。したがって、これらの特性をあらかじめ熟知しておく必要があり、特性が未知の場合、あるいは対象の特性が前提とした特性と異なる場合には、高精度に漏洩を検出することはできない。また、実際の配管やタンクは、空間的に大きな広がりを持ち、複雑な境界条件に支配されるため、上記特許文献中に示されているような単純なダイナミックスで記述されるケースは少ない。 However, both of these techniques perform temperature correction on the assumption that the fluid and the thermal dynamics of the piping or tank are known. Therefore, it is necessary to know these characteristics in advance. If the characteristics are unknown or the target characteristics are different from the assumed characteristics, it is not possible to detect leakage with high accuracy. In addition, since actual pipes and tanks have a large spatial extent and are governed by complicated boundary conditions, there are few cases where simple dynamics as described in the above-mentioned patent document are described.
また、これらの温度補正方法は、流体および配管もしくはタンクの熱的ダイナミックスが一定であること、すなわち、システムが時間的に不変であることを仮定しており、検査対象の特性自体が変化したときに対応することができない。しかしながら、実際の配管やタンクの熱的ダイナミックスや温度影響は、気象条件など周囲の状況により変化するのが普通である。 In addition, these temperature correction methods assume that the fluid and the thermal dynamics of the piping or tank are constant, that is, the system is invariant in time, and the characteristics of the inspection object itself have changed. Sometimes I can't respond. However, the actual thermal dynamics and temperature effects of piping and tanks usually change depending on the surrounding conditions such as weather conditions.
このように、熱特性の知識を必要とすると共に、固定的な補正方法を適用している従来の技術では、流体の圧力変化における温度起因の変動分を状況の変化に応じて高精度で確実に除去するのは困難であった。 As described above, in the conventional technology that requires knowledge of the thermal characteristics and applies the fixed correction method, the temperature-induced variation in the fluid pressure change can be reliably and accurately determined according to the change in the situation. It was difficult to remove.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、圧力式の漏洩検査において、配管またはタンク内の流体の圧力変化における温度起因の変動分を、状況の変化に応じて高精度で確実に除去することが可能な漏洩検査方法および漏洩検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to provide a highly accurate measurement of the temperature-induced fluctuation in the pressure change of the fluid in the pipe or tank in the pressure-type leak test according to the change in the situation. It is an object of the present invention to provide a leakage inspection method and a leakage inspection apparatus that can be surely removed by the above.
本発明の漏洩検査方法は、容器内の流体の圧力を測定して測定圧力を求め、容器内の流体の温度、容器の容壁の温度、および容器周囲の温度のうちの少なくとも1つを測定して測定温度を求め、この測定温度に基づいて測定圧力に占める温度起因圧力成分の推定値を出力すると共に測定圧力と温度起因圧力成分の推定値との差である誤差信号に基づいて推定特性を適応的に変化させる適応的推定器の出力によって、温度起因圧力成分を適応的に推定し、温度起因圧力成分を測定圧力から差し引くことにより、温度補償圧力を求め、この温度補償圧力の変化に基づいて容器の漏洩検査を行うものである。この場合において、上記適応的推定器としてデジタルフィルタを用い、このデジタルフィルタの出力によって上記温度起因圧力成分を適応的に推定するようにするのが好ましく、さらに上記温度補償圧力として上記誤差信号を用いるようにするのがより好ましい。 The leakage inspection method of the present invention measures the pressure of a fluid in a container to obtain a measurement pressure, and measures at least one of the temperature of the fluid in the container, the temperature of the container wall, and the temperature around the container. Output the estimated value of the temperature-induced pressure component occupying the measured pressure based on the measured temperature and estimate the characteristics based on the error signal that is the difference between the measured pressure and the estimated value of the temperature-induced pressure component The temperature-induced pressure component is adaptively estimated by the output of the adaptive estimator, and the temperature-induced pressure component is subtracted from the measured pressure to obtain the temperature-compensated pressure. Based on this, the container is inspected for leaks. In this case, using a digital filter with the aforementioned adaptive estimator is preferably so as to adaptively estimate the temperature caused pressure components by the output of the digital filter, further the error signal as said temperature compensation pressure It is more preferable to use.
ここで、「流体」とは、気体または液体からなる単相状態の物質体に加え、気体、液体または固体のうちの二相以上が混在した状態のもの、さらにそれらが複数種類混合したものをも含む意味である。また、「容器」とは、流体をその内部に充填する「器」を意味し、前述の配管や、配管よりも容積の大きいタンクなどを包括する上位概念のものである。また、「容器内の流体の圧力」とは、その容器内の流体の絶対圧力のみならず、他の流体との相対圧力をも含む意味である。また、「適応的に推定」とは、ある一定の関係で画一的に推定するのではなく、例えば検査をする際の時間や検査対象の位置など、その状況に応じて推定の仕方を変化させることを意味する。このように構成することで、その状況に応じた推定をすることができる。また、「適応的推定器」とは、上記のような適応的推定を行う手段を意味し、例えば、FIR(Finite Impulse Response)フィルタやIIR(Infinite Impulse Response)フィルタなどの「デジタルフィルタ」の他、ニューラルネットワークやファジー推定器などを含むものである。すなわち、「適応的推定器」は、「デジタルフィルタ」を含む上位概念のものである。 Here, “fluid” refers to a substance in which two or more phases of gas, liquid or solid are mixed in addition to a substance in a single phase composed of gas or liquid, and a mixture of a plurality of them. It also includes the meaning. Further, the “container” means a “vessel” that fills the inside thereof with a fluid, and is a superordinate concept that includes the above-described piping, a tank having a larger volume than the piping, and the like. Further, “the pressure of the fluid in the container” means not only the absolute pressure of the fluid in the container but also the relative pressure with other fluids. In addition, “adaptive estimation” is not a uniform estimation based on a certain relationship. For example, the estimation method changes depending on the situation, such as the time of inspection and the position of the inspection target. It means that By comprising in this way, estimation according to the situation can be performed. The “adaptive estimator” means means for performing the adaptive estimation as described above. For example, in addition to “digital filters” such as FIR (Finite Impulse Response) filters and IIR (Infinite Impulse Response) filters. Including neural networks and fuzzy estimators. That is, the “adaptive estimator” is a superordinate concept including a “digital filter”.
本発明の漏洩検査装置は、以下の構成要件(A)〜(E)を備えたものである。
(A)容器内の流体の圧力を測定する圧力測定手段
(B)容器内の流体の温度、容器の容壁の温度、および容器周囲の温度のうちの少なくとも1つを測定する温度測定手段
(C)温度測定手段により測定された測定温度に基づいて、圧力測定手段により測定された測定圧力に占める温度起因圧力成分の推定値を出力すると共に、測定圧力と温度起因圧力成分の推定値との差である誤差信号に基づいて推定特性を適応的に変化させ、温度起因圧力成分を適応的に推定する適応的推定器
(D)適応的推定器の出力により適応的に推定された温度起因圧力成分を測定圧力から差し引くことにより、温度補償圧力を求める温度補償手段
(E)温度補償手段により求められた温度補償圧力の変化に基づいて、容器の漏洩検査を行う検査手段
この場合において、上記適応的推定器がデジタルフィルタから構成され、このデジタルフィルタの出力によって温度起因圧力成分を適応的に推定するようにするのが好ましく、さらに上記温度補償手段が、上記温度補償圧力として上記誤差信号を用いるようにするのがより好ましい。
The leakage inspection apparatus of the present invention is provided with the following structural requirements (A) to (E).
(A) Pressure measuring means for measuring the pressure of the fluid in the container (B) Temperature measuring means for measuring at least one of the temperature of the fluid in the container, the temperature of the container wall, and the temperature around the container ( C) Based on the measured temperature measured by the temperature measuring means, the estimated value of the temperature-induced pressure component occupying the measured pressure measured by the pressure measuring means is output, and the measured pressure and the estimated value of the temperature-induced pressure component are An adaptive estimator that adaptively estimates the temperature-induced pressure component by adaptively changing the estimated characteristics based on the error signal that is the difference (D) Temperature-induced pressure adaptively estimated by the output of the adaptive estimator Temperature compensation means for obtaining the temperature compensation pressure by subtracting the component from the measured pressure (E) Inspection means for inspecting the leakage of the container based on the change in the temperature compensation pressure obtained by the temperature compensation means. There it is composed of the adaptive estimator is de digital filter is preferably so as to estimate the temperature caused pressure component adaptively by the output of the digital filter, further the temperature compensating means, as the temperature compensation pressure It is more preferable to use the error signal.
本発明の漏洩検査方法および漏洩検査装置では、測定圧力および測定温度に基づいて、測定圧力に占める温度起因圧力成分が適応的に推定され、この温度起因圧力成分を測定圧力から差し引くことにより、温度補償圧力が求められる。そして容器の漏洩検査が、この温度補償圧力の変化に基づいて行われる。適応的推定器を用いるようにした場合には、この出力によって温度起因圧力成分の適応的推定がなされ、さらに温度補償圧力として誤差信号が用いられる。 In the leakage inspection method and the leakage inspection apparatus of the present invention, the temperature-induced pressure component in the measurement pressure is adaptively estimated based on the measurement pressure and the measurement temperature, and the temperature-induced pressure component is subtracted from the measurement pressure to obtain the temperature. Compensation pressure is required. The container leakage inspection is performed based on the change in the temperature compensation pressure. When an adaptive estimator is used, the temperature-induced pressure component is adaptively estimated based on this output, and an error signal is used as the temperature compensation pressure.
本発明の漏洩検査方法および漏洩検査装置によれば、容器内の流体の測定圧力に占める温度起因圧力成分を適応的に推定し、これを測定圧力から差し引いた温度補償圧力の変化に基づいて漏洩検査を行うようにしたので、流体の圧力変化における温度起因の変動分を、状況の変化に応じて高精度で確実に除去することができ、高精度で信頼性の高い漏洩検査を行うことができる。 According to the leakage inspection method and the leakage inspection apparatus of the present invention, the temperature-induced pressure component occupying the measured pressure of the fluid in the container is adaptively estimated, and leakage is performed based on the change of the temperature compensation pressure subtracted from the measured pressure. Since the inspection is performed, the temperature-induced fluctuations in the fluid pressure change can be reliably removed with high accuracy according to the change in the situation, and the highly accurate and reliable leak inspection can be performed. it can.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る漏洩検査システムの概略構成を表すものである。この漏洩検査システムは、検査対象である配管2と、検査を行う漏洩検査装置1とから構成される。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a leakage inspection system according to the first embodiment of the present invention. This leakage inspection system includes a
配管2は、例えば燃料ガスや石油類などの流体を輸送する際の経路としての役割を果たすものであり、これらの流体をその内部に充填している。また、この配管2は、所定の位置に一対の弁21A、21Bを有する。これらの弁21A、21Bは、漏洩検査を行う際に、所定の配管領域を閉塞するものである。なお、流体としては上記したもの以外にも種々のものを適用することができる。以下、本実施の形態では、配管2内に充填された流体が気体である場合について説明する。
The
漏洩検査装置1は、エアーシリンダ11と、ピストン12と、リニアアクチュエータ13と、圧力センサ14と、温度センサ15と、適応的推定部161と、減算部162と、制御判定部17と、駆動部18と、表示部19とを備える。
The leak test apparatus 1 includes an
ここで、本実施の形態における圧力センサ14は本発明における「圧力測定手段」の一具体例であり、温度センサ15は本発明における「温度測定手段」の一具体例であり、適応的推定部161は本発明における「適応的推定器」の一具体例であり、減算部162は本発明における「温度補償手段」の一具体例であり、制御判定部17は本発明における「検査手段」の一具体例である。
Here, the
エアーシリンダ11は、ピストン12およびリニアアクチュエータ13と共に、配管2内に流入質量流量G(t)(kg/s)の流体を流入させ、配管2内の流体を加圧させるものである。具体的には、リニアアクチュエータ13がエアーシリンダ11およびピストン12を駆動することにより、配管2内に流入質量流量G(t)の流体を流入させるようになっている。このリニアアクチュエータ13はさらに、後述するように駆動部18により駆動されるようになっている。なお、配管2内の流体を加圧するものとしては、リニアアクチュエータ13とエアーシリンダ11との組み合わせには限られず、例えば、コンプレッサーなどの圧力源と電磁バルブとの組み合わせ、電動もしくは手動のポンプ、またはムービングコイルとダイアフラムとの組み合わせなど、他のものを用いるようにしてもよい。
The
圧力センサ14は、配管2内の流体の圧力を測定するものである。この圧力センサ14は、配管2の所定の位置に配置されている。圧力センサ14において測定された圧力(圧力信号P(t))は、適応的推定部161へ出力され、後述する温度起因圧力成分を適応的に推定する際に用いられるようになっている。なお、この圧力センサ14において測定される圧力は絶対圧力であるとは限られず、後述するように、ゲージ圧力(配管2内の圧力Pと大気圧(外気圧)との圧力差)や、他の流体との相対圧力であってもよい。
The
温度センサ15は、配管2内の流体の温度、配管2の管壁の温度、および配管2周囲の温度のうちの少なくとも1つを測定するものである。この温度センサ15は、圧力センサ14と同様、配管2の所定の位置に配置されている。温度センサ15において測定された温度(温度信号x(t))は、圧力信号P(t)と同様に適応的推定部161へ出力され、温度起因圧力成分を適応的に推定する際に用いられるようになっている。
The temperature sensor 15 measures at least one of the temperature of the fluid in the
適応的推定部161は、圧力センサ14から出力された圧力信号P(t)、および温度センサ15から出力された温度信号x(t)に基づいて、圧力信号P(t)に占める温度起因圧力成分を適応的に推定する機能を有する。具体的には、温度信号x(t)に基づいて温度起因圧力成分の推定値y(t)を出力すると共に、圧力信号P(t)とこの温度起因圧力成分の推定値y(t)との差であるエラー信号e(t)(=P(t)−y(t))に基づいて推定特性を適応的に変化させ、この適応的推定部161の出力によって温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定するようになっている。適応的推定方法の詳細は後述するが、このように配管2内の流体の測定圧力に占める温度起因圧力成分を適応的に推定することにより、配管2内の流体に温度分布が存在し、それが時々刻々変化するような状況であっても、その状況に応じて、流体の圧力変化における温度起因の変動分を適応的に除去することができる。
Based on the pressure signal P (t) output from the
減算部162は、適応的推定部161において適応的に推定され出力された温度起因圧力成分y(t)を、圧力センサ14から出力された圧力信号P(t)から差し引くことで、温度補償圧力、つまりエラー信号e(t)を求める機能を有する。このようにして求められたエラー信号e(t)は、制御判定部17へ出力されると共に適応的推定部161へも出力され、上記のように適応的推定部161の推定特性を適応的に変化させる際に用いられるようになっている。
The
これら適応的推定部161としては、例えば、FIRフィルタやIIRフィルタなどのデジタルフィルタの他、ニューラルネットワークやファジー推定器など、種々の適応的推定器の構成を適用することができる。また、適応アルゴリズム(エラー信号e(t)に基づいて推定特性を適応的に変化させるアルゴリズム)としても、種々の構成を適用することができる。例えば、適応的推定部161をFIRフィルタにより構成した場合、適応アルゴリズムとしては、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムや、RLS(Recursive Least Square)アルゴリズム、ブロック適応アルゴリズムなどを適用することができる。
As these
制御判定部17は、駆動部18を制御する機能と、減算部162から出力されたエラー信号e(t)に基づいて、配管2からの流体の漏洩の有無またはその程度を判定する機能とを有する。判定方法の詳細は後述するが、各時点における温度補償圧力、つまりエラー信号e(t)を用いることで、圧力変化における温度起因の変動分を除去後の真の圧力変化により判定することができるようになっている。制御判定部17において判定された漏洩の有無またはその程度の結果は、表示部19へ出力される。
The
駆動部18は、制御判定部17からの制御信号に基づいて、リニアアクチュエータ13を駆動する機能を有する。また、表示部19は、制御判定部17において判定された漏洩の有無またはその程度の結果に基づいて、その結果をディスプレイなどに表示し、ユーザへ知らせる機能を有する。なお、ユーザへ知らせる手段としては、ディスプレイなどに表示する代わりに(あるいはそれに加えて)、スピーカなどを用いて音声により行うようにしてもよい。以下の例においても、同様である。
The
次に、まず流体が気体である場合の一般的な圧力式の漏洩検査方法について説明する。 Next, a general pressure-type leakage inspection method when the fluid is a gas will be described first.
図2は、配管2内に充填された気体の状態方程式を説明するためのものであり、模式的に示している。この配管2内には、圧力P、容積V0、質量M、分子量m、温度Tの気体が充填されている。また、この配管2には流入質量流量G(t)(kg/s)の気体が流入すると共に、配管2からは漏洩流量Q(m3/s)かつ漏洩密度ρ(kg/m3)の気体が漏洩している。
FIG. 2 is a diagram for explaining an equation of state of the gas filled in the
この場合、この配管2内に充填された気体の状態方程式は、以下の式(1)のようになる。ここで、Rは気体定数を表す。
In this case, the equation of state of the gas filled in the
式(1)を時間tで微分すると、時間変化は以下の式(2)のようになる。また、式(2)の両辺を、式(1)で割ると、以下の式(3)のようになる。さらに、圧力P、質量M、温度Tの時間変化分が小さく、二次微小項を無視することができるとすると、以下の式(4)のようになる。なお、初期圧力P0、初期質量M0、初期温度T0はそれぞれ、初期状態(時間t=0)における値を表す。 When the equation (1) is differentiated with respect to time t, the time change is represented by the following equation (2). Moreover, when both sides of the formula (2) are divided by the formula (1), the following formula (3) is obtained. Furthermore, if the time change of pressure P, mass M, and temperature T is small and the secondary minute term can be ignored, the following equation (4) is obtained. The initial pressure P 0 , the initial mass M 0 , and the initial temperature T 0 each represent values in the initial state (time t = 0).
ここで、前述のように配管2には、気体の流入および漏洩があるので、配管2内の気体の質量Mは、以下の式(5)のように表すことができる。また、この気体の漏洩がごく微小である場合には、漏洩流量Qは、ポワズイユ流で近似することができる。この場合、図3に示したように、配管2内の圧力をP、大気圧(外気圧)をPatmとすると、漏洩流量Qは以下の式(6)のように、圧力差ΔPに比例する。ここで、圧力差ΔP=P−Patmであり(ゲージ圧力)、ΔLは配管2の管壁の厚み、aは気体が漏洩している部分の等価半径、μは気体の粘性係数を表す。なお、実際の漏洩孔は、円断面でも容壁に垂直でもないが、漏洩流量Qは等価的に式(6)のように記述することができる。
Here, as described above, since there is an inflow and leakage of gas in the
次に、式(4)に式(5)および式(6)を代入すると、以下の式(7)のようになる。また、(ρ/M0)≒(1/V0)であり、(πa4/8μΔL)=k(漏洩係数)と定義すると、以下の式(8)のように表すことができる。さらに、大気圧Patmは定数であることから、(dP/dt)=(d/dt)・ΔPとなるので、式(8)中の圧力Pを圧力差ΔPで記述すると、以下の式(9)のように表すことができる。ただし、P0は絶対圧力で表した初期圧力である。 Next, when Expression (5) and Expression (6) are substituted into Expression (4), the following Expression (7) is obtained. Also, ([rho / M 0) is ≒ (1 / V 0), the (πa 4 / 8μΔL) = k ( leakage coefficient) to define, can be expressed as the following equation (8). Further, since the atmospheric pressure Patm is a constant, (dP / dt) = (d / dt) · ΔP, and therefore, when the pressure P in the equation (8) is described by the pressure difference ΔP, the following equation (9 ). Here, P 0 is an initial pressure expressed in absolute pressure.
この式(9)が、圧力式の漏洩検査方法に用いる基本式であり、一般的には、以下のステップS11〜S13により、気体の漏洩の有無またはその程度を判定する。 This equation (9) is a basic equation used in the pressure type leakage inspection method, and generally, the presence or absence of gas leakage is determined by the following steps S11 to S13.
ステップS11:配管2内へ流入質量流量G(t)を流入させ、配管2内の気体のゲージ圧力ΔPを増加((dΔP/dt)>0とする)させる(加圧工程)。
Step S11: The inflow mass flow rate G (t) is caused to flow into the
ステップS12:配管2を閉塞する(流入質量流量G(t)=0とする)。
Step S12: The
ステップS13:圧力降下((dΔP/dt)<0の場合における(dΔP/dt)の値)を観測し、気体の漏洩の有無またはその程度を判定する。式(9)において、気体の漏洩がある場合(漏洩係数k≠0)には、第2項により配管2内の圧力差ΔPの降下が起こるからである。
Step S13: The pressure drop (value of (dΔP / dt) in the case of (dΔP / dt) <0) is observed to determine the presence or absence of gas leakage or its extent. This is because, in the equation (9), when there is gas leakage (leakage coefficient k ≠ 0), the second term causes the pressure difference ΔP in the
このようにして、式(9)を用いて圧力式の漏洩検査を行うことができる。しかしながら、流入質量流量G(t)=0の場合、式(9)の右辺には、第2項(−(k/V0)・ΔP)の他に、温度起因の変動分である第3項((1/T)・(dT/dt))が存在する。したがって、上記のステップS13のように、この温度起因の変動分を考慮しないでkの値を求めた場合、誤差が生じ、漏洩検査の精度が劣化することとなる。さらに、第2項よりも第3項の値の方が大きい場合には、圧力降下が生じず((dΔP/dt)>0となる)、気体の漏洩を見逃してしまう虞もある。したがって、式(9)中の第3項を適切に求め除去することができれば、温度起因の変動分を考慮した漏洩検査を行うことができ、検査の精度が向上することとなる。本実施の形態の漏洩検査方法では、前述の適応的推定部161および減算部162が、各時点の測定圧力に占める温度起因圧力成分を適応的に推定し除去することで、式(9)中の第3項を適切に求め除去するようになっている。
In this way, a pressure-type leak test can be performed using equation (9). However, when the inflow mass flow rate G (t) = 0, in addition to the second term (− (k / V 0 ) · ΔP), the right side of the equation (9) is the third variation that is caused by temperature. The term ((1 / T) · (dT / dt)) exists. Therefore, when the value of k is obtained without considering the variation due to temperature as in step S13, an error occurs and the accuracy of the leakage inspection deteriorates. Further, when the value of the third term is larger than that of the second term, no pressure drop occurs ((dΔP / dt)> 0), and there is a possibility that gas leakage may be missed. Therefore, if the third term in the equation (9) can be appropriately obtained and removed, a leakage inspection considering the temperature-induced variation can be performed, and the inspection accuracy is improved. In the leakage inspection method of the present embodiment, the above-described
次に、本実施の形態の漏洩検査方法について、特徴的な部分、つまり各時点の測定圧力に占める温度起因圧力成分を適応的に推定し除去する方法を中心に説明する。 Next, the leakage inspection method of the present embodiment will be described focusing on a characteristic part, that is, a method of adaptively estimating and removing a temperature-induced pressure component in the measured pressure at each time point.
ステップS21:上記のステップS11と同様に、配管2内へ流入質量流量G(t)を流入させ、配管2内の気体のゲージ圧力ΔPを増加させる(加圧工程)。具体的には、リニアアクチュエータ13がエアーシリンダ11およびピストン12を駆動し、配管2内に流入流量G(t)を流入させることで、ゲージ圧力ΔPを増加させる。
Step S21: As in step S11 described above, the inflow mass flow rate G (t) is caused to flow into the
ここで、流入質量流量G(t)(kg/s)は、気体の密度をρ(kg/m3)、流入体積流量をV(t)(m3/s)とすると、以下の式(10)のように表すことができる。 Here, the inflow mass flow rate G (t) (kg / s) is expressed by the following equation (4) where the gas density is ρ (kg / m 3 ) and the inflow volume flow rate is V (t) (m 3 / s). 10).
G(t)=ρ・V(t) ……(10) G (t) = ρ · V (t) (10)
ただし、気体の流入量が配管2内の気体の容積に対して微小なものであり、気体の密度ρの変化は、無視することができる程度のものとする。また、この際、流入質量流量G(t)は、各時点で配管2内の気体の温度が一定とみなせる程度に緩やかに変動するものとする。言い換えれば、配管2内の気体の圧縮および膨張が等温変化とみなせるように、流入質量流量G(t)が設定されているものとする。本実施の形態の場合、例えば、エアーシリンダ11の変位および有効断面積をそれぞれ、L(t)=ΔL・sin(2πf0t)、Sとすると、上記の式(10)を用いて、流入質量流量G(t)は以下の式(11)のように表すことができる。
However, the amount of gas inflow is very small with respect to the volume of the gas in the
G(t)=ρ・S・(dL(t)/dt)
=(2πf0・ρSΔL)cos(2πf0t) ……(11)
G (t) = ρ · S · (dL (t) / dt)
= (2πf 0 · ρSΔL) cos (2πf 0 t) (11)
ステップS22:圧力センサ14により配管2内の気体の圧力を測定し、温度センサ15により、配管2内の流体の温度、配管2の管壁の温度、および配管2周囲の温度のうちの少なくとも1つを測定する。そして、圧力センサ14および温度センサ15はそれぞれ、ゲージ圧力で表された圧力信号ΔP(t)、温度信号x(t)を、適応的推定部161へ出力する。
Step S22: The pressure of the gas in the
ステップS23:適応的推定部161が、圧力信号ΔP(t)および温度信号x(t)に基づいて、圧力信号ΔP(t)に占める温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定する。この温度起因圧力成分y(t)は配管2全体の平均温度で決まるものであり、配管2内の流体の温度、配管2の管壁の温度、および配管2周囲の温度の少なくとも1つを測定したものである温度信号x(t)そのものではないが、密接に関係するものである。言い換えれば、これらは互いにコヒーレントな信号である。そこで、適応的推定部161は、温度信号x(t)に基づいて温度起因圧力成分の推定値y(t)を出力すると共に、減算部162から出力されるエラー信号e(t)に基づいて推定特性を適応的に変化させ、この適応的推定部161の出力によって温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定することができる。具体的には、例えば前述のFIRフィルタなどが温度起因圧力成分の推定値y(t)を出力し、例えば前述のLMSアルゴリズムなどがエラー信号e(t)に基づいて推定特性を適応的に変化させ、エラー信号e(t)を収束させる処理を実行する。
Step S23: The
ここで、適応的推定部161をFIRフィルタで構成した場合の一例について説明する。まず、温度信号x(t)を離散時間系で記載すると、N次元ベクトル(N:2以上の自然数)を用いて、以下の式(12)のように表すことができる。
Here, an example when the
この場合、温度起因圧力成分y(t)およびエラー信号e(t)は、以下の式(13)および式(14)のようになる。 In this case, the temperature-induced pressure component y (t) and the error signal e (t) are expressed by the following equations (13) and (14).
ここで、hN (t)は以下の式(15)に示したようなN次元ベクトルであり、FIRフィルタのインパルス応答を表す。また、式(15)中の添字Tは、そのベクトルの転置を表す。 Here, h N (t) is an N-dimensional vector as shown in the following equation (15) and represents the impulse response of the FIR filter. Further, the subscript T in the equation (15) represents transposition of the vector.
また、このインパルス応答hN (t)については、適応アルゴリズムにより、その値が適応的に変化するようになっている。具体的には、例えばLMSアルゴリズムの場合、以下の式(16)のようにして、インパルス応答hN (t)の値が適応的に変化する。 The value of the impulse response h N (t) is adaptively changed by an adaptive algorithm. Specifically, for example, in the case of the LMS algorithm, the value of the impulse response h N (t) adaptively changes as shown in the following equation (16).
ここで、ステップゲインαは、入力信号(この場合、温度信号xN(t))の性質に応じて決定される定数である。したがって、具体的な適応状況に応じて、ある程度経験側的に決定される。また、インパルス応答hN (t)の初期値は、通常ゼロベクトルとすればよい。ただし、システムのインパルス応答がある程度予測される場合、例えば類似の条件下でのフィルタのインパルス応答が分かっているような場合には、フィルタの適応に要する時間の短縮のため、そのフィルタの初期値を用いるようにするのが好ましい。 Here, the step gain α is a constant determined according to the nature of the input signal (in this case, the temperature signal x N (t)). Therefore, it is determined to some extent from the experience side according to the specific adaptation situation. The initial value of the impulse response h N (t) may be a normal zero vector. However, when the impulse response of the system is predicted to some extent, for example, when the impulse response of the filter under similar conditions is known, the initial value of the filter is used to shorten the time required for filter adaptation. Is preferably used.
このようにして、適応的推定部161をFIRフィルタおよびLMSアルゴリズムにより構成した場合、適応的推定部161では、まず、式(13)により、温度信号xN(t)から温度起因圧力成分の推定値y(t)が求められる。そして減算部162では、式(14)により、エラー信号e(t)が求められる。次に、式(16)により、温度信号xN(t)および求められたエラー信号e(t)からインパルス応答hN (t)が更新され、インパルス応答hN (t+1)となる。そして、この更新されたインパルス応答hN (t+1)を用いて、式(13)により、再び温度起因の変動分yの推定値(t)が求められる。このようにして、適応的推定部161の推定特性を適応的に変化させる処理が繰り返されることで、インパルス応答hN (t)は最終的に一定の値に収束する。このときのエラー信号e(t)は、適応的推定部161の「エラー信号」であると共に、前述のように各時点における温度補償圧力でもある。そこでこのエラー信号e(t)を用いることで、圧力変化における温度起因の変動分を除去後の真の圧力変化により、漏洩検査を行うことができる。
In this way, when the
ステップS24:前述のステップS13と同様に、圧力変動を観測し、気体の漏洩の有無またはその程度を判定、つまり漏洩検査を行う。この際、適応的推定部161および減算部162により求められた温度補償圧力であるエラー信号e(t)を用いる。この気体の漏洩の有無またはその程度の判定は、制御判定部17が行う。また、この判定には、本実施の形態の場合、温度補償圧力であるエラー信号e(t)と式(11)における流入質量流量G(t)との位相差を利用している。漏洩がない場合、これらの位相差は90度であるが、漏洩が存在する場合には、漏洩の大きさに比例した位相のずれが生じるからである。なお、制御判定部17により判定された結果は、出力部19において、ディスプレイなどに表示される。これにより、ユーザは、漏洩検査の結果を知ることができる。以上で、本実施の形態の漏洩検査方法が終了となる。
Step S24: Similar to step S13 described above, the pressure fluctuation is observed, and the presence or absence of gas leakage is determined, that is, the leakage inspection is performed. At this time, an error signal e (t) that is a temperature compensated pressure obtained by the
以上のように、本実施の形態では、適応的推定部161が、圧力センサ14から出力されたゲージ圧力の圧力信号ΔP(t)および温度センサ15から出力された温度信号x(t)に基づいて圧力信号ΔP(t)に占める温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定し、減算部162がこれを圧力信号ΔP(t)から差し引いた温度補償圧力(エラー信号e(t))を求め、制御判定部17がこの温度補償圧力の変化に基づいて配管2の漏洩検査を行うようにしたので、例えば、配管2内の流体に温度分布が存在し、それが時々刻々と変化する状況である場合や、配管2の熱的ダイナミックスが未知のものである場合であっても、流体の圧力変化における温度起因の変動分を、状況の変化に応じて高精度で確実に除去することができる。よって、高精度で信頼性の高い漏洩検査を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、漏洩検査を高精度で行うことができるので、検査に費やす時間および費用を、大幅に削減することができる。特に、適応的推定部161をLMSアルゴリズムにより構成した場合には、アルゴリズムが簡潔であるため、安価で小規模なハードウェアを用いて漏洩検査システムを構築することができる。
In addition, since the leakage inspection can be performed with high accuracy, the time and cost spent for the inspection can be greatly reduced. In particular, when the
さらに、一般的な適応的推定器およびアルゴリズムにより適応的推定部161を構成することができ、検査対象の条件に応じて最適な漏洩検査システムを構築することができる。
Furthermore, the
なお、本実施の形態では、流入質量流用G(t)と温度信号x(t)とが無相関である場合、すなわち、ステップS22において、ステップS12のように配管2を閉塞する(流入質量流量G(t)=0とする)必要がなく、配管2内の流体の圧力を増加または減少させながら温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定することが可能な場合について説明してきたが、流入質量流用G(t)と温度信号x(t)とが相関がある場合には、ステップS12のように配管2を閉塞してから適応的推定を行うようにしてもよい。このように構成した場合でも、本実施の形態と効果を得ることができる。
In this embodiment, when the inflow mass flow G (t) and the temperature signal x (t) are uncorrelated, that is, in step S22, the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
上記第1の実施の形態においては、配管2内に充填された流体についての漏洩検査方法の一例について説明したが、本実施の形態では、配管2よりも容積の大きいタンク5内に充填された流体についての漏洩検査方法の例について説明する。なお、説明の簡潔化を図るため、以下、第1の実施の形態と同様の部位については、同じ符号を付して説明する。
In the first embodiment, an example of the leakage inspection method for the fluid filled in the
図4は、本実施の形態に係る漏洩検査システムの概略構成を表すものである。この漏洩検査システムは、検査対象であるタンク5と、検査を行う漏洩検査装置4とから構成される。 FIG. 4 shows a schematic configuration of the leakage inspection system according to the present embodiment. This leakage inspection system includes a tank 5 to be inspected and a leakage inspection apparatus 4 that performs inspection.
タンク5は、例えば燃料ガスや石油類などの流体を貯蔵する際の貯蔵器としての役割を果たすものであり、これらの流体を内部に充填している。また、このタンク5は、所定の位置に、タンクを閉鎖するための弁51を有する。
The tank 5 serves as a reservoir for storing fluids such as fuel gas and petroleum, and fills these fluids inside. The tank 5 has a
漏洩検査装置4は、ポンプ41と、電磁バルブ42と、圧力センサ14と、複数の温度センサ451〜454と、適応的推定部461と、減算部162と、制御判定部17と、駆動部48と、表示部19とを備える
The leakage inspection apparatus 4 includes a
ここで、本実施の形態における温度センサ451〜454は本発明における「温度測定手段」の一具体例であり、適応的推定部461は本発明における「適応的推定器」の一具体例である。
Here, the
ポンプ41は、タンク5内へ流体を流入させるためのものである。また、電磁バルブ42は、圧力測定中にタンク5を閉塞するためのものである。すなわち、本実施の形態では第1の実施の形態とは異なり、タンク5を閉塞してから適応的推定を行うようになっている。なお、これらポンプ41および電磁バルブ42は、後述するように駆動部48により駆動されるようになっている。
The
温度センサ451〜454は、第1の実施の形態における温度センサ15と同様に、タンク5内の流体の温度、タンク5の容壁の温度、およびタンク5周囲の温度のうちの少なくとも1つを測定するものである。これら複数の温度センサ451〜454は、タンク5の所定の位置に配置されている。第1の実施の形態とは異なり、複数の温度センサ451〜454を配置しているのは、上記のように本実施の形態におけるタンク5は第1の実施の形態における配管2よりも大きいので、場所によって異なる温度変動を受ける可能性があるからである。温度センサ451〜454においてそれぞれ測定された温度(温度信号x1(t)〜x4(t))は、第1の実施の形態における温度信号x(t)と同様に適応的推定部461へ出力され、温度起因の圧力変動分を適応的に推定する際に用いられるようになっている。
Similar to the temperature sensor 15 in the first embodiment, the
駆動部48は、制御判定部17からの制御信号に基づいて、ポンプ41および電磁バルブ42を駆動する機能を有する。
The
適応的推定部461は、圧力センサ14から出力されたゲージ圧力の圧力信号ΔP(t)、および複数の温度センサ451〜454からそれぞれ出力された温度信号x1(t)〜x4(t)に基づいて、圧力信号ΔP(t)に占める温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定する機能を有する。具体的には、複数の温度信号x1(t)〜x4(t)に基づいて温度起因圧力成分の推定値y(t)を出力すると共に、圧力信号ΔP(t)とこの温度起因圧力成分の推定値y(t)との差であるエラー信号e(t)に基づいて推定特性を適応的に変化させ、この適応的推定部461の出力によって温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定するようになっている。第1の実施の形態における適応的推定部161とは異なり、複数の温度信号x1(t)〜x4(t)により推定しているのは、前述のようにタンク5が第1の実施の形態における配管2よりも大きく、場所によって異なる温度変動を受ける可能性があるからである。また、この適応的推定部461における適応的推定器の構成、および適応アルゴリズムの構成についても、適応的推定部161の場合と同様、種々のものを適用することができる。なお、適応的推定方法の詳細については、適応的推定部161の場合と同様であるので、その説明を省略する。
The adaptive estimation unit 461 is based on the pressure signal ΔP (t) of the gauge pressure output from the
ここで、本実施の形態の適応的推定部461において特徴的なのは、温度起因圧力成分y(t)の適応的推定およびそれに基づく温度補償圧力(エラー信号e(t))を求めるのみで、漏洩検査を行わない期間が設けられている点である。これは、温度変動の統計的性質などによっては適応的推定部461が収束するまでに長い時間を要する場合があることを考慮したものであり、このような期間を設け、あらかじめタンク5の熱的ダイナミックスを推定しておいてから漏洩検査を行うことで、漏洩検査のためにタンク5を加圧しておく期間を大幅に短縮することが可能となる。 Here, the adaptive estimator 461 of the present embodiment is characterized by only the adaptive estimation of the temperature-induced pressure component y (t) and the temperature compensated pressure (error signal e (t)) based on it, and leakage. This is the point where a period during which no inspection is performed is provided. This takes into account that it may take a long time for the adaptive estimation unit 461 to converge depending on the statistical properties of temperature fluctuations, and so on. By performing the leakage inspection after estimating the dynamics, it is possible to greatly shorten the period during which the tank 5 is pressurized for the leakage inspection.
以上のように、本実施の形態では、温度起因圧力成分y(t)の適応的推定およびそれに基づく温度補償圧力を求めるのみで、漏洩検査を行わない期間を設けるようにしたので、第1の実施の形態における効果に加え、より効率的に漏洩検査を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, since only the adaptive estimation of the temperature-induced pressure component y (t) and the temperature compensation pressure based on the temperature estimation pressure are obtained, and the period during which the leakage inspection is not performed is provided, the first In addition to the effects of the embodiment, the leakage inspection can be performed more efficiently.
以上、第1および第2の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the first and second embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.
例えば、上記実施の形態では、適応的推定部161,461が、FIRフィルタおよびLMSアルゴリズムにより構成されている場合の適応的推定方法について説明してきたが、適応的推定部161,461および減算部162を、前述した他の適応的推定器およびアルゴリズムにより構成してもよい。この場合でも、上記の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
For example, in the above embodiment, the adaptive estimation method when the
また、上記実施の形態では、適応的推定部161,461が、温度信号x(t)を入力とし、圧力信号ΔP(t)に占める温度起因圧力成分の推定値を出力するものについて説明してきたが、逆に、適応的推定部161,461を、圧力信号ΔP(t)を入力とし、その原因信号である温度の推定値を出力するものとして構成するようにしてもよく、さらにこれらを組み合わせて構成するようにしてもよい。これらの場合でも、上記の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、配管2またはタンク5内に充填されている流体が気体である場合について説明してきたが、この流体は液体であってもよく、さらに、本発明は例えば図5に示した漏洩検査システムのように、気体と液体Lqとが混在している流体を含め、気体、液体または固体のうちの二相以上が混在しているもの、さらにはそれらが複数種類混合しているものにも適用することができる。ただし、例えばタンク5内に空気と気液二相の物質が混在しているような場合には、物質の蒸気圧が変化してタンク5内の気体の組成比が変化すると、容器内の流体の圧力が影響を受けてしまう。このように、流体の組成比の影響も考慮しなければならない場合がある。また、例えばタンク5の支持状態などの外的条件の変化に伴って、配管2やタンク5の変形が生じた場合にも、容器内の流体の圧力が影響を受けてしまう。
In the above embodiment, the case where the fluid filled in the
そこで、このように容器の形状変化や容器内の流体の組成比の変化も考慮して漏洩検査を行う場合には、例えば図5に示した漏洩検査システムのように、タンク7の所定の位置に、前述の複数の温度センサ451〜453に加え、タンク7の形状変化量を測定する歪みセンサ655や、タンク7内の流体の組成比を流体の蒸気圧により測定する蒸気圧センサ656などを配置するように構成すればよい。具体的には、この漏洩検査装置6内の適応的推定部661が、温度センサ451から出力される複数の温度信号x1(t)〜x3(t)に加え、歪みセンサ655から出力される形状変化量信号x5(t)および蒸気圧センサから出力される蒸気圧信号x6(t)にも基づいて、温度起因圧力成分y(t)を適応的に推定するように構成すればよい。このように構成した場合でも、適応的推定部661の構成および適応アルゴリズムの観点からは、適応的予測部661に入力される信号のベクトルにおける次元数が増加するだけであるので、上記第2の実施の形態において複数の温度信号x1(t)〜x4(t)を用いた場合と原理上の相違はなく、上記の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。なお、図5においては、歪みセンサ655および蒸気圧センサ656の両者が設置されているが、どちらか一方のみを設置するようにしてもよい。また、図5に示した蒸気圧センサ5の代わりに(あるいはこれに加えて)、タンク7内の流体の組成比を直接測定する組成センサや、この流体の組成比をその密度により測定する密度センサなどを配置するように構成してもよい。
Therefore, when the leakage inspection is performed in consideration of the change in the shape of the container and the change in the composition ratio of the fluid in the container as described above, for example, as in the leakage inspection system shown in FIG. In addition to the plurality of
また、上記実施の形態では、圧力センサ14において測定された絶対圧力(圧力信号P(t))またはゲージ圧力(圧力信号ΔP(t))を用いて、温度起因圧力成分を適応的に推定する場合について説明してきたが、例えば図5に示した漏洩検査装置6のように、検査対象であるタンク7とは別個に基準容器8を配置すると共にこの基準容器8内の圧力とタンク7内の圧力との差圧を測定する差圧センサ64を設け、この差圧センサ64において測定された差圧(圧力信号P'(t))を用いるように構成してもよい。この漏洩検査装置6では、まず電磁バルブ43,43を開くことで、タンク7および基準容器8が同じ圧力となるよう、ポンプ41により加圧する。そしてその後、これら電磁バルブ43,44を閉じることで、基準容器8内の圧力とタンク7内の圧力との差圧を測定するようになっている。ここで、タンク7および基準容器8の周囲温度は同一であることから、それぞれの内部の流体の圧力は、ほぼ同程度の温度影響を受けることとなる。したがって、このように基準容器8内の圧力とタンク7内の圧力との差圧を測定するような構成とすることで、温度影響を取り除く効果をより一層高めることができる。また、このような差圧を測定する図5の構成では、差圧センサ64に要求される温度測定範囲が小さくなることから、より感度の高い(分解能の小さい)センサを用いることができ、タンク5内のわずかな圧力変動をも検知することが可能となる。さらに、ゲージ圧力による測定において問題となるような、大気圧変動の影響を受けなくなるという効果も奏する。
In the above embodiment, the temperature-induced pressure component is adaptively estimated using the absolute pressure (pressure signal P (t)) or gauge pressure (pressure signal ΔP (t)) measured by the
なお、図5に示したように、基準容器8内に充填されている流体もタンク7の場合と同様に、気体と液体Lqとが混在しているものを含め、気体、液体または固体のうちの二相以上が混在しているように構成することができる。また、この基準容器8がタンク7内に配置されているように構成してもよい。また、タンク7の場合と同様に、基準容器8の所定の位置にも前述の温度センサや歪みセンサ、蒸気圧センサなど種々のセンサを配置するようにしてもよい。さらに、図5に示した例では、差圧センサ64によって、基準容器8内の圧力とタンク7内の圧力との差圧を直接測定しているが、それぞれの圧力を別個に測定して差圧を求めるようにしてもよい。 As shown in FIG. 5, the fluid filled in the reference container 8 includes gas, liquid, or solid, including the mixture of gas and liquid Lq, as in the case of the tank 7. The two or more phases can be mixed. Further, the reference container 8 may be arranged in the tank 7. As in the case of the tank 7, various sensors such as the above-described temperature sensor, strain sensor, and vapor pressure sensor may be arranged at a predetermined position of the reference container 8. Furthermore, in the example shown in FIG. 5, the differential pressure between the pressure in the reference container 8 and the pressure in the tank 7 is directly measured by the differential pressure sensor 64, but the respective pressures are measured separately. The pressure may be obtained.
また、本発明では、温度センサ15,451〜454で測定される配管2,タンク5内の流体の温度、配管2,タンク5の壁の温度、または配管2,タンク5周囲の温度を、強制的に変化させるようにしてもよい。このように温度を強制的に変化させるようにした場合、使用する適応アルゴリズムに対して最適な性質の温度変動を加えることができるので、漏洩検査の効率および精度をより向上させることが可能となる。
In the present invention, the temperature of the fluid in the
本発明の漏洩検査方法および漏洩検査装置は、燃料ガス配管設備、各種の圧力容器、工業用品の品質検査など、漏洩検査が行われているあらゆる産業分野で利用することができる。 The leakage inspection method and leakage inspection apparatus of the present invention can be used in all industrial fields where leakage inspection is performed, such as fuel gas piping equipment, various pressure vessels, and quality inspection of industrial products.
1,4,6…漏洩検査装置、11…エアーシリンダ、12…ピストン、13…リニアアクチュエータ、14…圧力センサ、15,451〜454…温度センサ、161,461,661…適応的推定部、162…減算部、17…制御判定部、18,48…駆動部、19…表示部、2…配管、21,51…弁、41…ポンプ、42,43…電磁バルブ、5,7…タンク、64…差圧センサ、655…歪みセンサ、656…蒸気圧センサ、8…基準容器、P(t),ΔP(t)…圧力信号、x(t)…温度信号、y(t)…温度起因圧力成分(の推定値)、e(t)…誤差信号(温度補償圧力)、Lq…液体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,4,6 ... Leak inspection apparatus, 11 ... Air cylinder, 12 ... Piston, 13 ... Linear actuator, 14 ... Pressure sensor, 15, 451-454 ... Temperature sensor, 161, 461, 661 ... Adaptive estimation part, 162 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Subtraction part, 17 ... Control determination part, 18, 48 ... Drive part, 19 ... Display part, 2 ... Pipe, 21, 51 ... Valve, 41 ... Pump, 42, 43 ... Electromagnetic valve, 5, 7 ... Tank, 64 ... Differential pressure sensor, 655 ... Strain sensor, 656 ... Vapor pressure sensor, 8 ... Reference container, P (t), ΔP (t) ... Pressure signal, x (t) ... Temperature signal, y (t) ... Temperature-induced pressure Component (estimated value), e (t) ... error signal (temperature compensation pressure), Lq ... liquid.
Claims (16)
前記容器内の流体の圧力を測定して測定圧力を求め、
前記容器内の流体の温度、前記容器の容壁の温度、および前記容器周囲の温度のうちの少なくとも1つを測定して測定温度を求め、
前記測定温度に基づいて前記測定圧力に占める温度起因圧力成分の推定値を出力すると共に前記測定圧力と前記温度起因圧力成分の推定値との差である誤差信号に基づいて推定特性を適応的に変化させる適応的推定器の出力によって、前記温度起因圧力成分を適応的に推定し、
前記温度起因圧力成分を前記測定圧力から差し引くことにより、温度補償圧力を求め、
前記温度補償圧力の変化に基づいて前記容器の漏洩検査を行う
ことを特徴とする漏洩検査方法。 A leakage inspection method for inspecting the presence or absence of fluid leakage from the container based on the pressure change when the fluid in the container is pressurized or decompressed,
Measuring the pressure of the fluid in the vessel to determine the measured pressure;
Measuring at least one of the temperature of the fluid in the container, the temperature of the container wall of the container, and the temperature around the container to obtain a measurement temperature;
An estimated value of the temperature-induced pressure component occupying the measured pressure is output based on the measured temperature, and an estimated characteristic is adaptively based on an error signal that is a difference between the measured pressure and the estimated value of the temperature-induced pressure component The temperature-induced pressure component is adaptively estimated by the output of the adaptive estimator to be changed,
By subtracting the temperature-induced pressure component from the measured pressure, a temperature compensation pressure is obtained,
Leakage inspection method for performing leakage inspection of the container based on a change in the temperature compensation pressure.
前記デジタルフィルタの出力によって前記温度起因圧力成分を適応的に推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の漏洩検査方法。 Using digital filters and said adaptive estimator,
The leak inspection method according to claim 1, wherein the temperature-induced pressure component is adaptively estimated based on an output of the digital filter.
ことを特徴とする請求項2に記載の漏洩検査方法。 The leakage inspection method according to claim 2, wherein the error signal is used as the temperature compensation pressure.
ことを特徴とする請求項1に記載の漏洩検査方法。 The leakage inspection method according to claim 1, wherein a difference between a pressure of a fluid in a reference container filled with a fluid and a pressure of a fluid in the container is used as the measurement pressure.
前記適応的推定器は、前記測定形状変化量も考慮して、前記温度起因圧力変動分を適応的に推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の漏洩検査方法。 Measure the shape change amount of the container to further determine the measured shape change amount,
The leakage inspection method according to claim 1, wherein the adaptive estimator adaptively estimates the temperature-induced pressure fluctuation amount in consideration of the measurement shape change amount.
前記適応的推定器は、前記測定流体組成比も考慮して、前記温度起因圧力変動分を適応的に推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の漏洩検査方法。 Measuring the composition ratio of the fluid in the container to further determine the measured fluid composition ratio;
The leakage inspection method according to claim 1, wherein the adaptive estimator adaptively estimates the temperature-induced pressure fluctuation in consideration of the measurement fluid composition ratio.
ことを特徴とする請求項1に記載の漏洩検査方法。 The leak inspection method according to claim 1, wherein only a time period during which the leak inspection is not performed is provided by performing only adaptive estimation of the temperature-induced pressure component and obtaining the temperature compensation pressure.
ことを特徴とする請求項1に記載の漏洩検査方法。 The leak inspection method according to claim 1, wherein the temperature of the fluid in the container, the temperature of the container wall of the container, or the temperature around the container is forcibly changed.
前記容器内の流体の圧力を測定する圧力測定手段と、
前記容器内の流体の温度、前記容器の容壁の温度、および前記容器周囲の温度のうちの少なくとも1つを測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段により測定された測定温度に基づいて、前記圧力測定手段により測定された測定圧力に占める温度起因圧力成分の推定値を出力すると共に、前記測定圧力と前記温度起因圧力成分の推定値との差である誤差信号に基づいて推定特性を適応的に変化させ、前記温度起因圧力成分を適応的に推定する適応的推定器と、
前記適応的推定器の出力により適応的に推定された温度起因圧力成分を前記測定圧力から差し引くことにより、温度補償圧力を求める温度補償手段と、
前記温度補償手段により求められた温度補償圧力の変化に基づいて、前記容器の漏洩検査を行う検査手段と
を備えたことを特徴とする漏洩検査装置。 A leakage inspection device for inspecting the presence or absence of fluid leakage from the container based on the pressure change when the fluid in the container is pressurized or depressurized,
Pressure measuring means for measuring the pressure of the fluid in the container;
Temperature measuring means for measuring at least one of the temperature of the fluid in the container, the temperature of the container wall of the container, and the temperature around the container;
Based on the measured temperature measured by the temperature measuring means, the estimated value of the temperature-induced pressure component occupying the measured pressure measured by the pressure measuring means is output, and the estimated value of the measured pressure and the temperature-induced pressure component An adaptive estimator for adaptively estimating the temperature-induced pressure component by adaptively changing the estimation characteristics based on an error signal that is a difference between
Temperature compensation means for obtaining a temperature compensation pressure by subtracting a temperature-induced pressure component adaptively estimated by the output of the adaptive estimator from the measured pressure;
A leakage inspection apparatus comprising: inspection means for performing a leakage inspection of the container based on a change in temperature compensation pressure obtained by the temperature compensation means.
ことを特徴とする請求項9に記載の漏洩検査装置。 The adaptive estimator is implemented with a digital filter, the leakage inspecting device according to claim 9, wherein the estimating the temperature caused pressure component adaptively by the output of the digital filter.
ことを特徴とする請求項10に記載の漏洩検査装置。 The leak inspection apparatus according to claim 10, wherein the temperature compensation unit uses the error signal as the temperature compensation pressure.
ことを特徴とする請求項9に記載の漏洩検査装置。 The leak test apparatus according to claim 9, wherein the pressure measuring unit measures a difference between a pressure of a fluid in a reference container filled with a fluid and a pressure of the fluid in the container.
前記適応的推定器は、前記形状変化量測定手段により測定された測定形状変化量も考慮して、前記温度起因圧力変動分を適応的に推定する
ことを特徴とする請求項9に記載の漏洩検査装置。 Further comprising a shape change amount measuring means for measuring the shape change amount of the container,
The leakage according to claim 9, wherein the adaptive estimator adaptively estimates the temperature-induced pressure fluctuation amount in consideration of the measured shape change amount measured by the shape change amount measuring unit. Inspection device.
前記適応的推定器は、前記組成比測定手段により測定された測定流体組成比も考慮して、前記温度起因圧力変動分を適応的に推定する
ことを特徴とする請求項9に記載の漏洩検査装置。 A composition ratio measuring means for measuring a composition ratio of the fluid in the container;
The leak test according to claim 9, wherein the adaptive estimator adaptively estimates the temperature-induced pressure fluctuation in consideration of a measurement fluid composition ratio measured by the composition ratio measurement means. apparatus.
ことを特徴とする請求項9に記載の漏洩検査装置。 The period for performing only the adaptive estimation of the temperature-induced pressure component by the adaptive estimator and the temperature compensation pressure by the temperature compensation means and not performing the leak test is provided. Leakage inspection device described in 1.
ことを特徴とする請求項9に記載の漏洩検査装置。 The leak inspection apparatus according to claim 9, further comprising temperature changing means for forcibly changing the temperature of the fluid in the container, the temperature of the container wall of the container, or the temperature around the container.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005067599A JP4665163B2 (en) | 2004-10-29 | 2005-03-10 | Leak inspection method and leak inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004316447 | 2004-10-29 | ||
JP2005067599A JP4665163B2 (en) | 2004-10-29 | 2005-03-10 | Leak inspection method and leak inspection apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006153835A JP2006153835A (en) | 2006-06-15 |
JP4665163B2 true JP4665163B2 (en) | 2011-04-06 |
Family
ID=36632299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005067599A Active JP4665163B2 (en) | 2004-10-29 | 2005-03-10 | Leak inspection method and leak inspection apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4665163B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180002320A (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-08 | 현대자동차주식회사 | System for test oil pressure of engine and method controlling of the same |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE538814C2 (en) * | 2015-04-02 | 2016-12-13 | Gasporox Ab | System and method for determining the integrity of containers by optical measurement |
JP7208727B2 (en) * | 2018-07-23 | 2023-01-19 | 株式会社日立ハイテク | AUTOMATIC ANALYZER AND WATER LEAK DETECTION METHOD OF AUTOMATIC ANALYZER |
JP7294165B2 (en) | 2020-01-24 | 2023-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Case airtightness evaluation method and evaluation device |
CN113218593B (en) * | 2021-03-18 | 2023-04-28 | 眉山中车制动科技股份有限公司 | Chamber air tightness detection method introducing temperature effect compensation value |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63277948A (en) * | 1987-03-26 | 1988-11-15 | アナリティカル・インスツルメンツ・リミテッド | Temperature compensating method and device of detection of leakage |
JPH07253378A (en) * | 1994-03-14 | 1995-10-03 | Fukuda:Kk | Temperature compensation method in leak test |
JP2000214039A (en) * | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Yazaki Corp | Self-recording manometer |
JP3488198B2 (en) * | 2000-11-28 | 2004-01-19 | 岡田工業株式会社 | Piping leak detection method and device |
JP2004061201A (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Fukuda:Kk | Method and system for leakage test |
JP2004125628A (en) * | 2002-10-02 | 2004-04-22 | Jfe Steel Kk | Method and apparatus for detecting leakage position in piping |
JP2004198396A (en) * | 2002-10-23 | 2004-07-15 | Cosmo Instruments Co Ltd | Method for obtaining drift value of leak detector, method for obtaining zero-point fluctuation value, method for obtaining humidity correction coefficient, and method for calibrating leakage detector and the leakage detector |
-
2005
- 2005-03-10 JP JP2005067599A patent/JP4665163B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63277948A (en) * | 1987-03-26 | 1988-11-15 | アナリティカル・インスツルメンツ・リミテッド | Temperature compensating method and device of detection of leakage |
JPH07253378A (en) * | 1994-03-14 | 1995-10-03 | Fukuda:Kk | Temperature compensation method in leak test |
JP2000214039A (en) * | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Yazaki Corp | Self-recording manometer |
JP3488198B2 (en) * | 2000-11-28 | 2004-01-19 | 岡田工業株式会社 | Piping leak detection method and device |
JP2004061201A (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Fukuda:Kk | Method and system for leakage test |
JP2004125628A (en) * | 2002-10-02 | 2004-04-22 | Jfe Steel Kk | Method and apparatus for detecting leakage position in piping |
JP2004198396A (en) * | 2002-10-23 | 2004-07-15 | Cosmo Instruments Co Ltd | Method for obtaining drift value of leak detector, method for obtaining zero-point fluctuation value, method for obtaining humidity correction coefficient, and method for calibrating leakage detector and the leakage detector |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180002320A (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-08 | 현대자동차주식회사 | System for test oil pressure of engine and method controlling of the same |
KR102518583B1 (en) * | 2016-06-29 | 2023-04-05 | 현대자동차 주식회사 | System for test oil pressure of engine and method controlling of the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006153835A (en) | 2006-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4684135B2 (en) | Leakage inspection method and leak inspection apparatus for piping | |
JP4665163B2 (en) | Leak inspection method and leak inspection apparatus | |
KR102093571B1 (en) | Leak test device and method | |
EP2246684B1 (en) | Method for detecting fault in leakage inspector, leakage inspector | |
US8448498B1 (en) | Hermetic seal leak detection apparatus | |
JP2003532106A (en) | An improved method for detecting leaks in pressurized piping with a pressure measurement system | |
KR20080108544A (en) | Leak inspection method and leak inspector | |
JP2020008564A (en) | Device, method, usage for leak detection, and corresponding computer program storage means | |
CN107076636B (en) | Thin film chamber with a measurement volume for a coarse leak test | |
TWI494554B (en) | Method and device for differential pressure measurement | |
WO2010134622A1 (en) | Leak inspection method and leak inspection device | |
JP4512827B2 (en) | Leakage inspection method and apparatus | |
JP6834952B2 (en) | Deterioration analyzer, deterioration analysis method and deterioration analysis program and recording medium | |
US8919179B2 (en) | System and method for enhancing corrosion rate determination in process equipment using a telescoping/rotating sensor | |
JP5289325B2 (en) | Soundness evaluation method for secondary barrier of liquefied gas tank | |
JP6931596B2 (en) | Leak inspection method Leak inspection equipment, program | |
JP2017203635A (en) | Characteristics testing device | |
EP4010674A1 (en) | Pressure sensing device isolation cavity seal monitoring | |
FR2628529A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR CHECKING THE SEALING OF AN ENCLOSURE | |
JP5340802B2 (en) | Leak test apparatus and method | |
JP2005106539A (en) | Calibration method for leak inspection device, and leak inspection device | |
JP3186644B2 (en) | Gas leak inspection method | |
JP2013245961A (en) | Leakage inspection method and leakage inspection apparatus therefor | |
JP4184290B2 (en) | Method of checking over gas when pressure regulator is closed | |
RU2327128C2 (en) | Method of controlling loss of tightness of tank separator in pressure fuelling system for engine unit of spacecraft |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100907 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101018 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101209 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |