JP6113532B2 - 漏洩音検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、水道管路における漏水、水撃等の発生の有無、水の使用実態状況等を監視するために、水道管路における漏洩音を検出する漏洩音検出装置に関する。
従来は、図２２に示すように、水道管路Ｌの途中に設置されている多数の消火栓、空気弁等Ｖに漏洩音検出装置５１及びデータ記録装置７１を設置し、漏洩音検出装置５１により音圧を長時間自動検出すると共に、データ記録装置７１によりメモリカードに自動記録し、この多数のメモリカードに記録した音圧データをコンピュータに入力して処理、解析、保存することによって、水道管路Ｌの監視を行っていた（特許文献１参照）。
ここで、従来の漏洩音検出装置５１は、図２３に示すように、支持体５２、下側筐体５３、上側筐体５４、センサケース５５、音圧センサ５６、緩衝部材５７、出力ケーブル５８、把持体５９から構成されていた（特許文献２参照）。
そして、支持体５２を消火栓、空気弁等Ｖに固定し、音圧センサ５６によって水道管路Ｌ内の音圧を検出し、音圧センサ５６の出力信号を出力ケーブル５８を介してデータ記録装置７１に送信するようになっている。
そして、支持体５２を消火栓、空気弁等Ｖに固定し、音圧センサ５６によって水道管路Ｌ内の音圧を検出し、音圧センサ５６の出力信号を出力ケーブル５８を介してデータ記録装置７１に送信するようになっている。
しかし、従来の漏洩音検出装置５１では、緩衝部材５７が、支持体５２を介して伝達される振動音に含まれる雑音を吸収するフィルターとしての作用を奏するものの、その雑音吸収効果は十分なものではなかった。
又、緩衝部材５７は、単に振動音に含まれる雑音を吸収する作用を奏するだけで、漏洩音検出装置５１の感度、周波数特性を適宜変更するものではなく、水道管の種類に適宜対応させることは困難であった。
さらに、漏洩音検出装置５１は、作業者が携帯して消火栓、空気弁等Ｖに載置、固定するものであり、携帯時及び載置時に誤って落下させてしまう虞があるが、そのような場合における落下衝撃力に十分耐え得るものとは言えなかった。
本発明は、かかる問題点を解消すべく為されたものであって、振動音に含まれる雑音を効果的に吸収し、水道管の種類に適宜対応させることもでき、又、落下衝撃力にも十分耐え得る漏洩音検出装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の漏洩音検出装置は、下側筐体と、前記下側筐体の底面部に載置板を介して配設してなる第１フィルターと、固定磁石、下側中間板、第２フィルター、上側中間板、音圧センサ及び上部被覆体を順次重ね併せて、一体化して成るセンサ内蔵構造体と、上側筐体と、から構成され、前記第１フィルターの上面に前記固定磁石の下面を当接した状態で、前記センサ内蔵構造体を前記下側筐体及び前記上側筐体に螺合させて、構成したことを特徴とする。
前記第１フィルターは、ゴム硬度３０〜８０°の高弾性ゴム材料からなる、肉厚０．２〜１．０ｍｍの薄肉成形体であり、前記第２フィルターは、ゴム硬度３０〜８０°の低反発ゴム材料からなる、肉厚２．０〜５．０ｍｍの厚肉成形体であって、前記第１フィルター及び前記第２フィルターを適宜選択することによって、感度を維持しつつ、出力信号の周波数特性を変更することができる。
又、前記センサ内蔵構造体と前記上側筐体とから前記第１フィルターに負荷するウェイトを構成してなり、このウェイトの重量を適宜選択することによって、出力信号の周波数特性を変更することができる。
前記漏洩音検出装置は、周波数８０Ｈｚと周波数２０００Ｈｚとにおける感度が１０ｄＢｖ以内であることが好ましい。
本発明の漏洩音検出装置は、感度を維持しつつ、振動音に含まれる雑音を効果的に吸収することができ、水道管の種類に適宜対応させることもでき、又、落下衝撃力にも十分耐えることもできる。
本発明の漏洩音検出装置の構成について、図１を参照して詳細に説明する。
本発明の漏洩音検出装置１は、図１に示すように、下側筐体２の底面部に載置板３を配設し、この載置板３の上端面に第１フィルター４を介して固定磁石５を配設してある。
固定磁石５の上端面には下側中間板６を配設し、この下側中間板６の上端面に第２フィルター７を介して上側中間板８を配設してある。
固定磁石５の上端面には下側中間板６を配設し、この下側中間板６の上端面に第２フィルター７を介して上側中間板８を配設してある。
上側中間板８の上端面に音圧センサ９を配設し、この音圧センサ９の上端面に上部被覆体１０を配設し、上側中間板８、音圧センサ９及び上部被覆体１０をネジ１１によって締結してある。下側中間板６、第２フィルター７、上側中間板８、音圧センサ９及び上部被覆体１０は、上側筐体１２によって被覆してある。
そして、固定磁石５、下側中間板６、第２フィルター７、上側中間板８、音圧センサ９及び上部被覆体１０、ネジ１１等を組み付け、一体化して、センサ内蔵構造体１４を構成してある。
そして、固定磁石５、下側中間板６、第２フィルター７、上側中間板８、音圧センサ９及び上部被覆体１０、ネジ１１等を組み付け、一体化して、センサ内蔵構造体１４を構成してある。
このセンサ内蔵構造体１４を上側筐体１２及び下側筐体２に螺合させることによって、漏洩音検出装置１を構成できるようになっており、構成時、音圧センサ９の出力コード１３は、上側筐体１２の上端面より外方に導出されるようになっている。
第１フィルター４としては、耐水性、耐候性が高く、高弾性（弾性限界が大きい）のゴム材料からなる、薄肉の成形体を採用する。
ゴム材料としては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン酢酸ビニル共重合体エラストマ（ＥＡＭ）等の熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）を採用するのが好ましい。
又、ゴム硬度は３０〜８０°、反発弾性率は２〜６５％、肉厚は０．２〜１．０ｍｍのものを採用するのが好ましい。
ゴム材料としては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン酢酸ビニル共重合体エラストマ（ＥＡＭ）等の熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）を採用するのが好ましい。
又、ゴム硬度は３０〜８０°、反発弾性率は２〜６５％、肉厚は０．２〜１．０ｍｍのものを採用するのが好ましい。
第２フィルター７としては、耐水性、耐候性が高く、反発弾性率が低いゴム材料からなる、厚肉の成形体を採用する。
ゴム材料としては、エチレン酢酸ビニル共重合体エラストマ（ＥＡＭ）等の熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）からなる低反発ゴムを採用するのが好ましい。
ここで、低反発ゴムとは、特に衝撃、振動吸収性に優れたゴムであって、外力を受けても殆ど反発せず、エネルギーを吸収するものをいう。
又、ゴム硬度は３０〜８０°、反発弾性率は２〜１５％、肉厚は２．０〜５．０ｍｍのものを採用するのが好ましい。
ゴム材料としては、エチレン酢酸ビニル共重合体エラストマ（ＥＡＭ）等の熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）からなる低反発ゴムを採用するのが好ましい。
ここで、低反発ゴムとは、特に衝撃、振動吸収性に優れたゴムであって、外力を受けても殆ど反発せず、エネルギーを吸収するものをいう。
又、ゴム硬度は３０〜８０°、反発弾性率は２〜１５％、肉厚は２．０〜５．０ｍｍのものを採用するのが好ましい。
上側筐体１２及びセンサ内蔵構造体１４はウェイトＷを構成することとなり、漏洩音検出装置１の感度を向上させると共に、出力信号の周波数特性を変更させるために適宜重量を決定する。
このウェイトＷの重量は、第１フィルター４及び第２フィルター７の組合せによって、３００〜５００ｇの範囲で適宜選択するのが好ましい。
このウェイトＷの重量は、第１フィルター４及び第２フィルター７の組合せによって、３００〜５００ｇの範囲で適宜選択するのが好ましい。
上記のように、漏洩音検出装置１は、雑音を吸収するフィルターとして、第１フィルター４、第２フィルター７という上下２段のフィルターを配設したから、センサ出力の感度を十分に維持しつつ、振動音に含まれる雑音を効果的に吸収することができる。
振動音は、載置板３、第１フィルター４、第２フィルター７を順次通過して、音圧センサ９によって捕捉されるので、第１フィルター４で吸収できなかった特性のガタつき変化を第２フィルター７でさらに吸収するという作用を奏する。
振動音は、載置板３、第１フィルター４、第２フィルター７を順次通過して、音圧センサ９によって捕捉されるので、第１フィルター４で吸収できなかった特性のガタつき変化を第２フィルター７でさらに吸収するという作用を奏する。
又、第１フィルター４と第２フィルター７とを適宜選択することによって、水道管の種類に適宜対応させることもでき、又、２段構成のフィルター４，７を有することで、従来では破損する可能性のある落下衝撃力にも十分耐えることができる。
さらに、ウェイトＷの重量を適宜選択することによって、出力信号の周波数特性を変更することができる。
［第１フィルター効果確認実験］
先ず、第１フィルター４による作用、効果を確認するため、第１フィルター４として各種材質のものを採用して、センサ出力の周波数特性をみた。
第１フィルター４として、１）厚さ０．５ｍｍ、硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を使用した場合、２）厚さ０．５ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用した場合、３）厚さ０．５ｍｍのアルミニウムを使用した場合、４）フィルターを使用しない場合、それぞれの場合の周波数特性を図２乃至５に示す。
先ず、第１フィルター４による作用、効果を確認するため、第１フィルター４として各種材質のものを採用して、センサ出力の周波数特性をみた。
第１フィルター４として、１）厚さ０．５ｍｍ、硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を使用した場合、２）厚さ０．５ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用した場合、３）厚さ０．５ｍｍのアルミニウムを使用した場合、４）フィルターを使用しない場合、それぞれの場合の周波数特性を図２乃至５に示す。
１）、２）の場合は、特に問題はなく、良好な特性であるが、３）の場合は、１２００Ｈｚまでの特性にガタつき変化が大きく、４）の場合は、１２００Ｈｚ付近において１０ｄＢ以下の感度低下が発生しており、良好な特性でないことがわかった。
以上により、第１フィルター４をゴム材料とすることで、ガタつきによる感度低下、急激な特性変化が発生しないことが確認できたが、若干、３５０Ｈｚ、８００Ｈｚ付近において特性が落ち込むことも確認できた。
以上により、第１フィルター４をゴム材料とすることで、ガタつきによる感度低下、急激な特性変化が発生しないことが確認できたが、若干、３５０Ｈｚ、８００Ｈｚ付近において特性が落ち込むことも確認できた。
［第２フィルター効果確認実験］
次に、上記特性の落ち込みを第２フィルター７との併用によって解消できるか、第２フィルター７として各種材質のものを採用して、センサ出力の周波数特性をみた。
第１フィルター４として、厚さ０．５ｍｍ、硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を使用し、第２フィルター７として、５）厚さ３．０ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用した場合、７）硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、９）硬度８０度の低反発ゴムを使用した場合、それぞれの場合の周波数特性を図６，８，１０に示す。
第１フィルター４として、厚さ０．５ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用し、第２フィルター７として、６）厚さ３．０ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用した場合、８）硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１０）硬度８０度の低反発ゴムを使用した場合、それぞれの場合の周波数特性を図７，９，１１に示す。
次に、上記特性の落ち込みを第２フィルター７との併用によって解消できるか、第２フィルター７として各種材質のものを採用して、センサ出力の周波数特性をみた。
第１フィルター４として、厚さ０．５ｍｍ、硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を使用し、第２フィルター７として、５）厚さ３．０ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用した場合、７）硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、９）硬度８０度の低反発ゴムを使用した場合、それぞれの場合の周波数特性を図６，８，１０に示す。
第１フィルター４として、厚さ０．５ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用し、第２フィルター７として、６）厚さ３．０ｍｍ、硬度３０度の低反発ゴムを使用した場合、８）硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１０）硬度８０度の低反発ゴムを使用した場合、それぞれの場合の周波数特性を図７，９，１１に示す。
第２フィルター７を併用することによって、３５０Ｈｚ、８００Ｈｚ付近における特性をフラツトにできることが確認できた。
しかし、６）の場合は、共振点が２０００Ｈｚ前に下がり始めてしまい、９）の場合は、若干発生していた特性変化が再現し始めてしまい、有効な組み合わせではないことが確認できた。
以上により、第１フィルター４として、厚さ０．５ｍｍ、硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を使用し、第２フィルター７として、硬度６０度の低反発ゴムを使用する場合が最適な組み合わせであることも確認できた。
しかし、６）の場合は、共振点が２０００Ｈｚ前に下がり始めてしまい、９）の場合は、若干発生していた特性変化が再現し始めてしまい、有効な組み合わせではないことが確認できた。
以上により、第１フィルター４として、厚さ０．５ｍｍ、硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を使用し、第２フィルター７として、硬度６０度の低反発ゴムを使用する場合が最適な組み合わせであることも確認できた。
［感度向上効果確認実験］
次に、第１フィルター４と第２フィルター７とを併用すると共に、ウェイトＷの重量を増大させた場合の感度向上効果をみた。
１１）ウェイトＷの重量を２８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１２）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度３０度の低反発ゴムを、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１３）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１４）ウェイトＷの重量を４８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、それぞれの場合の周波数特性を図１２，１３，１４，１５に示す。
次に、第１フィルター４と第２フィルター７とを併用すると共に、ウェイトＷの重量を増大させた場合の感度向上効果をみた。
１１）ウェイトＷの重量を２８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１２）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度３０度の低反発ゴムを、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１３）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、１４）ウェイトＷの重量を４８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合、それぞれの場合の周波数特性を図１２，１３，１４，１５に示す。
１３）、１４）の場合に、８０Ｈｚと２０００Ｈｚとの感度差を４ｄＢｖ以内にすることができ、中心周波数８５０〜１２００Ｈｚ付近に共振点を発生させることができるのを確認できた。
［落下衝撃力耐久効果確認実験］
次に、第１フィルター４と第２フィルター７とを併用すると共に、ウェイトＷの重量を増大させた場合において、高さ７５ｃｍから落下させた場合の落下衝撃力に対する耐久性について検討した。
ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、１５）落下３回後、１６）落下５回後の周波数特性を図１６，１７に示す。
ウェイトＷの重量を４８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、１７）落下３回後、１８）落下５回後の周波数特性を図１８，１９に示す。
次に、第１フィルター４と第２フィルター７とを併用すると共に、ウェイトＷの重量を増大させた場合において、高さ７５ｃｍから落下させた場合の落下衝撃力に対する耐久性について検討した。
ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、１５）落下３回後、１６）落下５回後の周波数特性を図１６，１７に示す。
ウェイトＷの重量を４８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、１７）落下３回後、１８）落下５回後の周波数特性を図１８，１９に示す。
高さ７５ｃｍから落下させた場合には、何れの場合にも、大きな感度差、特性変化が発生することはなかった。
次に、第１フィルター４による作用、効果を確認するため、第１フィルター４の存在の有無によって、高さ１００ｃｍから落下させた場合の落下衝撃力に対する耐久性はどうか検討した。
１９）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、落下３回後の周波数特性を図２０に示す。
２０）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４を使用せず、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、落下３回後の周波数特性を図２１に示す。
１９）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４として硬度６０度のクロロプレンゴム（ＣＲ）を、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、落下３回後の周波数特性を図２０に示す。
２０）ウェイトＷの重量を３８０ｇとし、第１フィルター４を使用せず、第２フィルター７として硬度６０度の低反発ゴムを使用した場合における、落下３回後の周波数特性を図２１に示す。
高さ１００ｃｍから落下させた場合には、１９）の場合には、大きな感度差、特性変化が発生することはなかったが、２０）の場合には、最大で２０ｄＢｖもの感度差が発生していた。センサ９を確認したところ、無数にクラツクが発生しており、第１フィルター４を使用しない場合には、落下衝撃力を十分に吸収できないことが確認できた。
以上のように、本発明の漏洩音検出装置１は、雑音を吸収するフィルターとして、第１フィルター４、第２フィルター７という上下２段のフィルターを配設したから、センサ出力の感度を十分に維持しつつ、振動音に含まれる雑音を効果的に吸収することができる。
又、第１フィルター４と第２フィルター７とを適宜選択することによって、周波数特性を変化させることができるので、水道管の種類に適宜対応させることもできる。
さらに、第１フィルター４と第２フィルター７とを併用したことによって、従来では破損する可能性の高い落下衝撃力にも十分耐えることができる。
１ 漏洩音検出装置
２ 下側筐体
４ 第１フィルター
７ 第２フィルター
９ 音圧センサ
１２ 上側筐体
１４ センサ内蔵構造体
Ｗ ウェイトＷ
Ｌ 水道管路
２ 下側筐体
４ 第１フィルター
７ 第２フィルター
９ 音圧センサ
１２ 上側筐体
１４ センサ内蔵構造体
Ｗ ウェイトＷ
Ｌ 水道管路
Claims (4)
- 水道管路の漏洩音を検出する音圧センサと、振動音に含まれる雑音を吸収するフィルターと、を筐体内に配設してなる漏洩音検出装置において、
下側筐体と、
前記下側筐体の底面部に載置板を介して配設してなる第１フィルターと、
固定磁石、下側中間板、第２フィルター、上側中間板、音圧センサ及び上部被覆体を順次重ね併せて、一体化して成るセンサ内蔵構造体と、
上側筐体と、から構成され、
前記第１フィルターの上面に前記固定磁石の下面を当接した状態で、前記センサ内蔵構造体を前記下側筐体及び前記上側筐体に螺合させて、構成したことを特徴とする漏洩音検出装置。 - 前記第１フィルターは、ゴム硬度３０〜８０°の高弾性ゴム材料からなる、肉厚０．２〜１．０ｍｍの薄肉成形体であり、前記第２フィルターは、ゴム硬度３０〜８０°の低反発ゴム材料からなる、肉厚２．０〜５．０ｍｍの厚肉成形体であって、前記第１フィルター及び前記第２フィルターを適宜選択することによって、感度を維持しつつ、出力信号の周波数特性を変更することができるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の漏洩音検出装置。
- 前記センサ内蔵構造体と前記上側筐体とから前記第１フィルターに負荷するウェイトを構成してなり、このウェイトの重量を適宜選択することによって、出力信号の周波数特性を変更することができるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の漏洩音検出装置。
- 前記漏洩音検出装置は、周波数８０Ｈｚと周波数２０００Ｈｚとにおける感度差が１０ｄＢｖ以内であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１に記載の漏洩音検出装置。
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| JP2013043583A JP6113532B2 (ja) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | 漏洩音検出装置 |
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