JP5921654B2 - 漏水検出装置 - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態に係る漏水検出装置のブロック図を示す。
漏水検出装置は、センサー1と、増幅部2と、A/D変換部3と、中央制御部4と、漏水判定条件入力部5とから構成されている。センサー1は地中に埋設された配管に設置されて、配管からの漏水により生じた振動、音響を検知して電気信号(センサ信号)に変換するもので、例えば加速度センサー、振動センサー、マイクロホンが挙げられる。
漏水判定条件入力部5から後述する漏水判定部8に判定信号レベルの組合せを定める漏水判定条件が、またレベル比較部10に判定信号レベルLの値を設定する設定条件が入力される。
カウンタ部11は、レベル比較部10へ入力された信号レベルが予め決められた判定信号レベルを超えた回数をカウントする判定レベル以上カウンタ(図示せず)と、判定信号レベル未満であった回数をカウントする判定レベル未満カウンタ(図示せず)とを備え、両カウンタのカウント値を演算結果記録部7へ出力する。
漏水判定部8は、各判定信号レベルを超えた回数と判定信号レベルを下回った回数の比率、また、総サンプリング回数における判定信号レベルを超えた回数の比率等から漏水の有無を推定する機能を有する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態について、図1及び図2(A)〜(C)を参照して説明する。第1の実施形態では、漏水に起因する信号成分が、センサ信号の振幅に単純に相加される様な漏水発生状態に適用される。
ここで、図2(A)は測定時間となる一定時間間隔(T)におけるセンサ信号の信号レベル(電圧)を示す特性図、図2(B)は図2(A)に対応して信号レベル(電圧)が判定電圧レベル±Lを超えた場合のカウント値を示す特性図、図2(C)は図2(A)に対応して信号レベル(電圧)が判定電圧レベル±Lを超えない場合のカウント値を示す特性図を示す。
レベル比較部10では、入力信号レベルが判定信号レベル(+側:+L、−側:−L)を超えた場合はL以上カウンタのカウント値を+1としてインクリメントし、信号のレベルが判定信号レベルを下回った場合はL未満カウンタのカウント値を+1としてインクリメントを行う。このカウント値は演算結果記録部7に通知される。
F=Lを超えたサンプリング回数/Lを超えないサンプリング回数
=L以上カウント値Lu/L未満カウント値L1 …(1)
第1の実施形態によれば、センサー1と増幅部2とA/D変換部3と中央制御部4等を備え、センサー1で取り込んだ漏水に起因する信号成分を含むセンサ信号を所定のサンプリング周期でサンプリングして、A/D変換部3によりデジタル信号に変換する。
第2の実施形態について、図1及び図3(A)〜(C)を参照して説明する。第2の実施形態は、基本的には第1の実施形態と同様であるが、判定信号レベルにヒステリシス性を持たせている。
ここで、図3(A)は一定時間間隔(T)即ち、測定期間におけるセンサ信号を示す特性図、図3(B)は図3(A)に対応して信号レベル(電圧)が判定電圧レベル±L1を超えた場合のカウンタ値を示す特性図、図3(C)は同じく判定信号レベル電圧レベル±L2を超えない場合のカウンタ値を示す特性図を示す。
=L1以上カウント値/L2未満カウント値 …(2)
第2の実施形態によれば、予め決められた一定時間間隔Tが経過した時点で、上限判定信号レベルを超えたサンプリング回数と下限判定信号レベルを下回ったサンプリング回数により、上限判定レベル以上カウンタと下限判定レベル未満カウンタとのカウント値のカウント比率Fを算出して、この比率の値が1以上のとき漏水と判定することができる。従って、第2の実施形態によれば、L2をL1より小さく抑えることによりヒステリシス効果を持たせ、漏水量が変動する様な場合に誤作動を抑える利点を得ることが出来、第1の実施形態と同様な効果が得られる。
第3の実施形態について、図1、図4及び図5を参照して説明する。第3の実施形態は、漏水による信号成分が正常時の周囲から生じるセンサ信号に対して逆相、打ち消す様に影響する場合にも対応可能とするものである。
ここで、図4は一定時間間隔Tと信号レベルとの関係を示す特性図、図5は図1の漏水検出装置を用いて漏水の計測開始から計測終了までの過程を示すフローチャートである。
例えば、正常な場合、基準パターンとしてカウント比率がF1>F2>F3>F4の様な順番で比率の大小が並んでいるのに比べ、漏水を調査する計測終了時点でF1>F3>F2>F4の様にパターンが異なっていれば、漏水があると判定する。
また、判定基準を並び方のパターンではなく、漏水時には、例えば、カウント比率F2が一番大きくなる事が予め判っていれば、最大となるカウント比率を調べることによって漏水の有無を判定することが出来る。
第4の実施形態は、判定信号レベルの自動設定処理に関するものである。
Claims (4)
- 地中に埋設された配管からの漏水により生じた振動、音響により漏水の有無を検出するための漏水検出装置であって、
配管に設置され、前記配管から生じた振動、音響を捕らえるセンサーと、
このセンサーにより捕らえた信号を所定の周期でサンプリングし、前記振動、音響の波形をデジタル信号に変換して出力するA/D変換部と、
このA/D変換部から出力されるデジタル信号から、必要とする周波数成分を抽出する波形整形部と、
判定信号レベルの値と、漏水判定条件とを受け付け、前記受け付けた判定信号レベル及び漏水判定条件を設定する漏水判定条件入力部と、
前記波形整形部で抽出される信号の信号レベルと、前記設定された判定信号レベルとを比較し、超えたか超えなかったかの判定結果を出力するレベル比較部と、
前記判定結果に基づき、前記信号レベルが前記判定信号レベルを超えた場合、カウント値を+1する判定レベル以上カウンタ、及び、前記信号レベルが前記判定信号レベル未満の場合、カウント値を+1する判定レベル未満カウンタを備えるカウンタ部と、
前記設定された漏水判定条件に基づき、一定時間間隔内における前記判定レベル未満カウンタのカウント値に対する前記判定レベル以上カウンタのカウント値の比率が1以上のとき漏水と判定する漏水判定部と
を具備することを特徴とする漏水検出装置。
- 前記判定レベル以上カウンタ及び前記判定レベル未満カウンタは夫々予め決められた上限判定信号レベルと、この上限判定信号レベルより低い予め決められた下限判定信号レベルを検知する機能を有し、
前記デジタル信号における信号レベルが、前記上限判定信号レベルを超えた場合に、前記判定レベル以上カウンタを+1とし、また、信号レベルが前記下限判定信号レベルを下回った場合に、前記判定レベル未満カウンタを+1とし、一定時間間隔内における上限判定信号レベルを超えたサンプリング回数と下限判定信号レベルを下回ったサンプリング回数に基づく、判定レベル以上カウンタと判定レベル未満カウンタとの比率の値が1以上のとき漏水と判定することを特徴とする請求項1記載の漏水検出装置。 - 前記判定レベル以上カウンタ及び前記判定レベル未満カウンタは夫々3つ以上の判定信号レベルを検知する機能を有し、
前記デジタル信号における信号レベルが、各々の判定信号レベルを超えた場合に、各々の判定レベル以上カウンタを+1とし、一定時間間隔内における各々の判定信号レベルを超えたサンプリング回数と総サンプリング回数との複数の比率を求め、計測時の周囲環境条件から複数の判定信号レベルのうち、どの判定信号レベルのサンプリング比率を用いて判定を行うかを選択することを特徴とする請求項1記載の漏水検出装置。 - 予め漏水が存在することが判明している配管に前記センサーが設置された漏水検出装置であり、
デジタル信号における信号レベルが、判定信号レベルを超えた場合に、前記判定レベル以上カウンタを+1とし、一定時間間隔内における判定信号レベルを超えたサンプリング回数を判定レベル以上カウンタにより算出して、総サンプリング回数における判定信号レベルを超えたサンプリング回数の比率を求め、このサンプリング比率がある決められた値以上となるまで判定信号レベルを可変しながら計測され、サンプリング比率がある決められた値以上となった場合における判定信号レベルの値により、漏水判定のための判定信号レベルが自動的に決定されることを特徴とする請求項1記載の漏水検出装置。
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