JP6428381B2 - Fluid leak detection device - Google Patents
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Description
検知領域内に含まれる特定種の流体の漏れを検知する流体漏れ検知装置に関する。 The present invention relates to a fluid leakage detection device that detects leakage of a specific type of fluid contained in a detection region.
工場、発電所等では、化学材料又は燃料として多量のガスが用いられている。前記化学材料又は燃料として用いられるガスは、可燃性を有していたり、有毒性を有していたりして、外部に漏れると、大気汚染の原因になったり、火災や爆発事故の原因になったりする。また、毒性が低いとしても、濃度が高くなると、酸素濃度が低下し窒息等の事故につながる場合もある。 In factories, power plants, etc., a large amount of gas is used as a chemical material or fuel. The gas used as the chemical material or fuel is flammable or toxic, and if it leaks to the outside, it may cause air pollution, fire or explosion. Or Even if the toxicity is low, if the concentration is high, the oxygen concentration may decrease, leading to accidents such as suffocation.
そこで、前記ガスを使用する設備では、ガスが流動する配管や装置を作業者が定期的に設備内を巡回してガス漏れを監視している。また、配管に複数個の検知装置を取り付け、全ての検知装置を同期させるともに、検知装置が漏れを検知した時刻に基づいて配管上の漏れ位置を特定している(例えば、特開2000−266626号公報)。 Therefore, in the facility using the gas, an operator periodically circulates the piping and the device through which the gas flows in the facility to monitor gas leakage. In addition, a plurality of detection devices are attached to the piping to synchronize all the detection devices, and the leakage position on the piping is specified based on the time when the detection device detects the leakage (for example, JP 2000-266626 A). Issue gazette).
さらに、ガスの熱を利用した光学式のガス漏れ検知システムが提案されている(例えば、特開2009−192469号公報)。光学式のガス漏れ検知システムでは、赤外線カメラでガス漏れが発生しやすい部分であるフランジに熱受容体を含むアタッチメントを取り付ける。そして、ガス漏れによって熱受容体が加熱されると熱受容体から赤外線が放出される。この熱受容体が放出する赤外線を赤外線カメラで撮像することでガス漏れを検知する。 Furthermore, an optical gas leak detection system using the heat of gas has been proposed (for example, JP 2009-192469 A). In an optical gas leak detection system, an attachment including a heat receptor is attached to a flange, which is a part where gas leakage is likely to occur in an infrared camera. When the heat receptor is heated due to gas leakage, infrared rays are emitted from the heat receptor. Gas leakage is detected by imaging infrared rays emitted from the heat receptor with an infrared camera.
また、ガス固有の光学吸収特性を利用した光学式のガス検知装置も提案されている(例えば、特表2010−522317号公報)。光学式ガス検知装置では、イメージセンサでガス漏れを検知する空間を撮像し、風景を構成する物体が発生する黒体放射のガスの影響による増減を検知し、ガス漏れの有無を判断する。 In addition, an optical gas detection device using an optical absorption characteristic specific to gas has been proposed (for example, Japanese Translation of PCT International Publication No. 2010-522317). In the optical gas detection device, a space for detecting gas leakage is imaged by an image sensor, an increase / decrease due to the influence of gas of black body radiation generated by an object constituting the landscape is detected, and the presence or absence of gas leakage is determined.
特開2000−266626号公報の測定装置では、配管に検知装置を取り付けており、配管からの漏れを検知することができる。しかしながら、配管以外の部分からの漏れを検知するのが難しい。また、漏れ位置の推定の精度を上げるためには検知装置の設置数を多くする必要があり、装置の構成が複雑になるとともに設置コストが増大する。また、全ての検知装置を同期させる必要があり、検知装置の数が多くなると同期制御が難しくなる。 In the measuring apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-266626, a detection device is attached to a pipe, and leakage from the pipe can be detected. However, it is difficult to detect leaks from parts other than piping. Further, in order to increase the accuracy of estimating the leak position, it is necessary to increase the number of detectors installed, which complicates the configuration of the device and increases the installation cost. Moreover, it is necessary to synchronize all the detection devices, and synchronization control becomes difficult when the number of detection devices increases.
また、特開2009−192469号公報に記載のガス漏れ検知システムでは、フランジから漏れていることを確認することは可能であるが、フランジ以外の部分からのガス漏れを検知することは困難であるし、ガス漏れの正確な位置を推定することは困難である。さらに、漏れたガスで加熱された熱受容体から放出される赤外線を撮像する構成であるため、ガスの温度が高くなくてはならず、低温のガスを検知することができない。 Moreover, in the gas leak detection system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-192469, it is possible to confirm that there is a leak from the flange, but it is difficult to detect a gas leak from a portion other than the flange. However, it is difficult to estimate the exact position of the gas leak. Furthermore, since it is the structure which images the infrared rays emitted from the heat receptor heated with the leaked gas, the temperature of the gas must be high, and the low temperature gas cannot be detected.
また、特表2010−522317号公報に記載の光学式のガス検知装置では、ガス漏れを検知する空間全体が入るような画角で撮像しており、ガスの像からガス漏れの正確な位置を割り出すことは困難である。なお、画角を狭くすることで、ガスの像からガス漏れの正確な位置を割り出すことが可能になるが、ガス漏れの監視領域が狭くなり利便性が悪くなる。 In addition, the optical gas detection device described in JP-T-2010-522317 takes an image with an angle of view so that the entire space for detecting gas leakage enters, and the exact position of the gas leakage is determined from the gas image. It is difficult to determine. Note that, by narrowing the angle of view, it becomes possible to determine the exact position of the gas leak from the gas image, but the monitoring area of the gas leak becomes narrow and the convenience is deteriorated.
そこで本発明は、作業者の危険を減らし、流体の漏れ状態を正確に検知することができる流体漏れ検知装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fluid leakage detection device that can reduce the danger of an operator and accurately detect a fluid leakage state.
上記目的を達成するために本発明は、被検出領域の内部における流体の漏れを検知する流体漏れ検知装置であって、前記被検出領域全体を撮像範囲とするとともに前記流体の吸収波長を含む波長域の光で形成される漏れ流体の像を取得する撮像部と、前記被検出領域内に複数個備えられるとともに前記流体の漏れを物理量として検出する検出部と、前記撮像部から受信した前記漏れ流体の像及び前記検出部から受信した検出結果に基づいて漏れ検知図を作成する処理部とを備えている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fluid leak detection device for detecting a fluid leak inside a detection area, the entire detection area being an imaging range and a wavelength including an absorption wavelength of the fluid. An imaging unit that acquires an image of a leaked fluid formed by light in the region, a detection unit that is provided in a plurality in the detection region and detects the leakage of the fluid as a physical quantity, and the leakage received from the imaging unit And a processing unit that creates a leak detection diagram based on the fluid image and the detection result received from the detection unit.
この構成によると、撮像部による漏れ流体の像と検出部による物理量の検出とを組み合わせて用いるため、流体の検知の精度を簡単に調整することが可能である。また、漏れ検知図を作成する構成であるため、流体の漏れ状態を正確に検知することが可能である。 According to this configuration, since the leaked fluid image by the imaging unit and the detection of the physical quantity by the detection unit are used in combination, it is possible to easily adjust the accuracy of fluid detection. Moreover, since it is the structure which produces a leak detection figure, it is possible to detect the leak state of a fluid correctly.
上記構成において、前記検出部は流体の濃度を検出する濃度センサ又は流体の漏れを振動として検出する振動センサの少なくとも一方を含むものであってもよい。 In the above configuration, the detection unit may include at least one of a concentration sensor that detects a fluid concentration or a vibration sensor that detects a fluid leak as vibration.
上記構成において、前記処理部が、前記検出部からの物理量に基づいて等値線図を作成するとともに前記漏れ流体の像と前記等値線図とに基づいて前記漏れ検知図を作成するようにしてもよい。 In the above configuration, the processing unit creates an isoline map based on a physical quantity from the detection unit, and creates the leak detection diagram based on the image of the leaked fluid and the isoline diagram. May be.
上記構成において、前記流体がガス状の物質であってもよい。 In the above configuration, the fluid may be a gaseous substance.
上記構成において、前記撮像部が赤外光を受光できる撮像素子を備えていてもよい。 The said structure WHEREIN: The said imaging part may be provided with the image pick-up element which can receive infrared light.
上記構成において、前記検出部が漏れ流体を識別するものであってもよい。このようにすることで、撮像部の撮像画像で誤検出する流体でも正確に漏れを検出することができる。 The said structure WHEREIN: The said detection part may identify a leaking fluid. By doing in this way, it is possible to accurately detect a leak even with a fluid that is erroneously detected in a captured image of the imaging unit.
上記構成において、前記複数個の検出部が前記被検知領域内に所定の間隔で配列されているものを挙げることができる。 The said structure WHEREIN: What has the said some detection part arranged in the said to-be-detected area | region at predetermined intervals can be mentioned.
上記構成において、前記複数個の検出部が流体の漏れが発生しやすいと推定さる部分の近傍に配置されるようにしてもよい。 The said structure WHEREIN: You may make it arrange | position the said some detection part in the vicinity of the part estimated that the leak of a fluid is easy to generate | occur | produce.
上記構成において、前記複数個の検出部の内少なくとも一つが、前記被検出領域内に配置されるとともに配置された位置の状態量を検出するとともに前記処理部に前記状態量を送信する状態検出部であり、前記処理部が前記漏れ検知図を作成するときに前記状態量の影響を付加するようにしてもよい。このように状態量を追加することで、正確な漏れ検知図を作成することができる。前記状態量としては、環境温度、環境湿度、環境圧力、流体の流れ方向及び流速、日照時間、日照量、降雨状態、積雪状態のうち少なくともひとつをあげることができる。 In the above configuration, at least one of the plurality of detection units is arranged in the detection area and detects a state quantity at the arranged position and transmits the state quantity to the processing unit. The processing unit may add the influence of the state quantity when creating the leak detection diagram. By adding state quantities in this way, an accurate leak detection diagram can be created. Examples of the state quantity include at least one of environmental temperature, environmental humidity, environmental pressure, fluid flow direction and flow velocity, sunshine duration, amount of sunshine, rain condition, and snow condition.
上記構成において、前記複数個の検出部は、所定位置に固定される固定型の検出部と、移動可能な可動型の検出部とを含んでいる。 In the above configuration, the plurality of detection units include a fixed detection unit fixed at a predetermined position and a movable movable detection unit.
上記構成において、前記検出部が、検出又は未検出の2値の検出結果を出力するものであってもよい。 The said structure WHEREIN: The said detection part may output the detection result of a detected or undetected binary.
上記構成において、前記処理部が前記漏れ検知図に基づいて前記流体が漏れている位置を推定する。 The said structure WHEREIN: The said process part estimates the position where the said fluid is leaking based on the said leak detection figure.
本発明によると、作業者の危険を減らし、流体の漏れ状態を正確に検知することができる流体漏れ検知装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the danger of an operator can be reduced and the fluid leak detection apparatus which can detect the fluid leak state correctly can be provided.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明にかかる流体漏れ検知装置のブロック図であり、図2は図1に示す流体漏れ検知装置で被検知領域の流体の漏れを検知している状態を示す概略図である。本発明にかかる流体漏れ検知装置Aは、被検知領域内の配管や機械から漏れた流体を検知する検知装置である。なお、図2では、説明の便宜上、配管に重ねて検出部を表示しているが、実際には配管に隠れて見えない場所に取り付けられている場合もある。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a fluid leak detection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a state where a fluid leak in a detection area is detected by the fluid leak detection apparatus shown in FIG. The fluid leak detection device A according to the present invention is a detection device that detects fluid leaked from a pipe or a machine in a detection area. In FIG. 2, for convenience of explanation, the detection unit is displayed so as to be superimposed on the pipe, but in some cases, it may be attached to a place that is actually hidden behind the pipe.
本発明にかかる流体漏れ検知装置Aで検知する流体は、気体状の化学物質又は微粒子が浮遊している気体(これらをまとめてガス状物質と称する)であり、具体的にはメタンガスである。すなわち、被検知領域Re(都市ガスプラントの一部)で大気中に漏れたメタンガスを検知するものである。 The fluid detected by the fluid leak detection apparatus A according to the present invention is a gaseous chemical substance or a gas in which fine particles are suspended (these are collectively referred to as a gaseous substance), and specifically methane gas. That is, methane gas leaked into the atmosphere is detected in the detection area Re (part of the city gas plant).
図1及び図2に示すように、流体漏れ検知装置Aは、被検知領域Reから一定の距離(例えば、100m)離れた位置に配置され被検知領域Reの全体を画角内に収めることができる撮像部100と、被検知領域Reに配置された複数個の検出部201を備えた検出システム200と、処理部300(処理部)を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fluid leak detection device A is arranged at a position away from the detected region Re by a certain distance (for example, 100 m), and the entire detected region Re can be within the angle of view. An
撮像部100は、撮像光学系110、撮像センサ120、フィルタ130、画像生成部140及び接続インターフェース150を備えている。そして、撮像部100は外装を構成する筐体160を備えており、撮像光学系110、撮像センサ120、フィルタ130、画像生成部140及び接続インターフェース150は筐体160の内部に配置される。撮像部100は、被検知領域Reを撮像する、いわゆるデジタルカメラである。
The
撮像光学系110は、撮像センサ120の受光面に被検知領域Reの像を結像するための光学系であり、1枚又は複数枚のレンズ等を備えている。撮像光学系110は、ここでは、被検知領域Re全体が画角に収まるような、固定焦点、固定絞りのものを採用している。しかしながら、これに限定されるものではなく、撮像範囲の画角を変更したり、焦点合わせを行ったりすることができるものであってもよい。
The imaging
撮像光学系110に用いられるレンズは、検知対象の流体の吸収波長を透過するように材料を選択している。例えば、可視光域から近赤外光域までの波長域に吸収波長がある場合、光学ガラス類を利用する。また、中赤外域から遠赤外域でまでの波長域に吸収波長がある場合、Ge、Si、カルコゲナイドガラス等の赤外光透過材料が用いられる。また、所定の波長帯の透過率を向上させるために、表面にコーティングが施されていてもよい。本実施形態の流体漏れ検知装置Aでは、メタンガスの漏れを検知するものであり、メタンガスの光吸収波長が約3.3μm(赤外領域の光:以下、赤外光と称する)であることから、撮像光学系110を構成するレンズは赤外光透過材料で形成されたものが採用される。
The lens used for the imaging
メタンガスが漏れている場合、メタンガスに光が吸収される。この吸収により吸収されている部分が影(像)として撮像される。このような、メタンガスの光吸収による像を撮像するため、撮像部100ではメタンガスの吸収波長の受光率が高い撮像センサが用いられる。撮像センサ120は、メタンガスの光吸収波長が約3.3μmであることから、この波長域の光すなわち、赤外光の像を撮像できるセンサである。撮像センサ120は、受光面に赤外光を電気信号に変換する光電素子を二次元配列した構成を有している。そして、撮像センサ120は、被検知領域Reからの赤外光を各光電素子で受光し光電変換することで被検知領域Reからの赤外光(黒体放射光)による像を取得する。光電素子の材料としては、波長3.3μm周辺の赤外光の受光感度が高いインジウムアンチモン(InSb)を挙げることができる。
When methane gas is leaking, light is absorbed by the methane gas. The portion absorbed by this absorption is imaged as a shadow (image). In order to capture such an image due to light absorption of methane gas, the
また、撮像部100では、撮像光学系110と撮像センサ120との間にフィルタ130が配置されている。フィルタ130は撮像光学系110に入射する光(赤外光)のうち、メタンガスの像の取得に適した波長の光を透過させる、換言すると、メタンガスの像の取得に不要な波長の光をカットする。フィルタ130は、例えば、波長約3.2μm〜約3.4μmの光を透過させるバンドパスフィルタである。
In the
撮像センサ120は、フィルタ130を通過した波長約3.2μm〜約3.4μmの赤外光を受光し、受光した赤外光を光電変換した電気信号を、画像生成部140に送る。画像生成部140は、撮像センサ120から送られてきた電気信号を撮像データに変換する処理を行う。本実施例において画像生成部140は、30fpsの動画の撮像データを生成する処理を行っている。撮像センサ120から出力される電気信号は、光の輝度を階調で示したものであり、画像生成部140で生成された撮像データは白から黒までの階調を示す撮像データ(モノクロ画像のデータ)である。しかしながら、これに限定されるものではなく、カラー画像のデータであってもよい。
The
なお、画像生成部140は、撮像センサ120からの電気信号に基づいて動画の撮像データを出力するようになっているが、これに限定されるものではなく、一定時間ごとに、静止画の撮像データを出力するものであってもよい。また、画像生成部140が、生成した撮像データに対して、メタンガスの像を取得するための前処理(例えば、ガンマ補正や輝度補正)を行ってもよいし、メタンガスの像を検出する処理を行ってもよい。本実施形態の画像生成部140では、撮像データを生成し、接続インターフェース150を介して外部の処理部300に送信する構成となっている。
The
接続インターフェース150は、光学検知装置Aを外部の機器に接続するためのインターフェースである。本実施形態では、処理部300と接続している。接続インターフェース150としては、USBや光ケーブル等の有線接続用の端子を挙げることが可能である。また、無線LAN、Bluetooth(登録商標)等の無線通信を行うためのインターフェース(アンテナ)であってもよい。
The
そして、撮像光学系110、撮像センサ120、フィルタ130、画像生成部140及び接続インターフェース150は、筐体160の内部に配置されている。なお、撮像光学系110は被処理領域Reからの赤外線を撮像センサ120に入射させるため、一部が筐体の外部に露出している。また、接続インターフェース150も、ケーブルを接続するために一部が筐体の外部に露出している。そして、これらの部材は、水分や埃、塵等の異物を嫌う部材であるため、筐体160は水分、埃、塵等の異物が混入しないように密閉された構成を有している。また、外部からの衝撃や振動にも耐えるような強度を有する構成となっている。
The imaging
撮像部100では、被検知領域Reからの黒体放射光(赤外光)が撮像光学系110から入射する。入射した黒体放射光はフィルタ130を通過するときに、波長約3.2μm〜約3.4μm以外の波長成分がカットされる。これにより波長約3.2μm〜約3.4μmの赤外光が撮像センサ120に入射し、撮像センサ120からの電気信号に基づいて画像生成部140で撮像データが生成される。これにより、撮像部100で被検知領域Reの赤外光による撮像データを取得する。被検知領域Reにメタンガスが存在する(漏れている)場合、そのメタンガスによって波長約3.3μmの光が吸収される。そのため、撮像データにおいてメタンガスが存在する部分は他の部分に比べて暗く(階調が低く)なる。この他の部分よりも暗い部分が、メタンガスの像となる。
In the
図2に示すように、検出システム200は、撮像部100から被検出領域Reにセンサメッシュを想定し、そのセンサメッシュの交点部分に検出部201を配置した構成となっている。
As shown in FIG. 2, the
被検知領域Reに配置された複数個の検出部201は処理部300に接続されており、検出部201は内蔵しているセンサが検出した物理量を数値データとして処理部300に送る。検出部201は、配管から漏れるメタンガスの物理量を検出する物理量センサを備えている。物理量センサとしては、ここでは、メタンガスが漏れるときの配管の振動を検出する超音波センサ202を採用している。また、これ以外にも、メタンガス自体或いはメタンガスの流れの物理量を検出できる検出センサを備えていてもよい。また、複数のセンサを備えていてもよい。そして、検出部201は、超音波センサ202が検出した配管の振動強度を物理量のデータとして処理部300に送信する。
The plurality of
なお、検出システム200は複数の検出部201がそれぞれ個別に処理部300に接続し、振動強度の数値データを送信するようにしているが、これに限定されない。例えば、検出システム200に各検出部201からの物理量である振動強度のデータを集約する集約部をそなえておき、集約部で検出部201の位置や検出時間等の情報を付与して、処理部300に送るようにしてもよい。
The
超音波センサ202としては、公知の半導体センサを採用している。そして、検出部201は、一定の周期ごと(例えば、数秒〜数十秒ごと)に検出結果(物理量のデータ)を処理部300に送る。
As the
上述のようなプラントにおいて多くの配管は、建屋、装置等に取り付けられている場合が多い。そして、建屋、装置からの振動(外部からの振動)が配管に伝播する場合もある。このような外部からの振動を検出し、その振動強度を物理量として送信してしまうと、流体漏れ検知装置Aの検知精度が低下する。そこで、検出部201は、予めメタンガスが漏れたときに発生する振動の振動パターン(周波数等)を記憶しておき、超音波センサ202が検出した振動が記憶している振動パターンに合致した或いは類似している場合に、振動強度を物理量のデータとして送信するように動作する。また、それ以外の振動を検出しても、振動を検出していない又は振動強度「0」として物理量のデータを送信する。
In the above-described plant, many pipes are often attached to buildings, devices, and the like. In some cases, vibrations from buildings and devices (vibrations from outside) propagate to the piping. If such external vibration is detected and the vibration intensity is transmitted as a physical quantity, the detection accuracy of the fluid leak detection device A is lowered. Therefore, the
また、一般的に、メタンガスは、大気中(空気中)での濃度が低いと引火、爆発等が発生しにくく、また、それ自体が生体に対する毒性も低い。そのため、メタンガスの濃度が低い場合、危険性が低くいとされている。そして、既存のプラントにおいて配管からのメタンガスの漏れを完全に止めることは困難であり、仮に漏れを完全に止める場合、コストが高くなる。そのため、メタンガスを使用するプラントでは、時間当たりのメタンガスの漏れ量が一定量以下(微量)である場合、メタンガスの漏れを許容している場合もある。そこで、検出部201は、振動強度が所定の数値(閾値)未満の場合、メタンガスを検知していない旨の信号(例えば、「0」の信号)を送信し、閾値以上のとき、超音波センサで検出した振動強度を物理量のデータとして処理部300に送る。
In general, when the concentration of methane gas in the atmosphere (in the air) is low, ignition, explosion, and the like are difficult to occur, and itself has low toxicity to the living body. Therefore, when the concentration of methane gas is low, the danger is said to be low. And it is difficult to completely stop the leakage of methane gas from the piping in the existing plant, and if the leakage is completely stopped, the cost increases. Therefore, in a plant that uses methane gas, when the amount of methane gas leaked per hour is a certain amount or less (a trace amount), the methane gas may be allowed to leak. Therefore, when the vibration intensity is less than a predetermined numerical value (threshold value), the
これは、メタンガスの漏れにより発生する振動の強度は、漏れるメタンガスの量が多くなると大きくなることを利用しているものであり、これにより、メタンガスの微量の漏れを許容することができる。 This utilizes the fact that the intensity of vibration generated by the leakage of methane gas increases as the amount of methane gas leaking increases, thereby allowing a slight amount of methane gas leakage.
なお、検出部201が振動強度を物理量のデータとして送信する振動強度(閾値)は、固定であってもよいし、可変であってもよい。例えば、閾値を0又は限りなく0に近い値とすることで、メタンガスの漏れを一切許容しないプラントで使用することができるし、閾値をある程度高めることで、メタンガスの一定量の漏れを許容するプラントでも使用可能である。
Note that the vibration intensity (threshold) that the
処理部300は、データ処理部310と、記憶部320と、表示部330と、接続インターフェース340とを備えている。接続インターフェース340は、上述した撮像部100や検出システム200と接続するためのインターフェースである。接続インターフェース340は有線又は無線によって撮像部100や検出システム200と接続している。なお、本発明にかかる流体漏れ検知装置Aでは、撮像部100からは大容量の撮像データが送信されることが多いため有線接続とし、各検出装置201は複数であるとともに被検知領域Reに広く分散して配置されているため、有線では配線が煩雑になりやすく無線接続としている。しかしながら、これに限定されるものではない。
The
処理部300では、接続インターフェース340を介して、撮像部100から撮像データを受信し、検出システム200の各検出部201からその場所での物理量(振動強度)のデータを受信する。なお、本発明にかかる流体漏れ検知装置Aは、流体の漏れを検知する検知装置であるとともに、被検知領域Reの監視装置としての役割も果たす。そのため、撮像部100からの撮像データ及び各検出部201からの物理量のデータは、それぞれ、メタンガスの漏れの有無にかかわらず、全て記憶部320に格納される。また、流体漏れ検知装置Aを常時或いは一定の間隔で作業者が確認する場合もある。このような場合に備えて、処理部300では、送られてきた撮像データ及び(又は)物理量のデータを表示部330で表示するようになっていてもよい。なお、表示部330としては、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置等の表示装置を挙げることができるが、これに限定されない。
The
記憶部320は、処理部300に送られたデータ、処理部300(データ処理部310)で処理したデータ等を記憶するためのメモリである。記憶部320は、読み出し専用のROM、読書きが可能なRAM、フラッシュメモリ、ハードディスク等の記録媒体を備えている。また、処理部300がプログラムを起動して各種処理を行う場合、各処理を行うためのプログラムも記憶部320に記憶される。なお、本実施形態において記憶部320は、撮像部100から送られた撮像データ、各検出部201から送られた物理量のデータ、データ処理部310で生成した後述の漏れ検知図等のデータを記憶する。
The
データ処理部310は、撮像部100から送られた撮像データと、複数個の検出部201から送られてきた物理量(振動強度)のデータに基づいて、被検知領域Reに配管Ppから漏れたメタンガスが存在しているか確認する。そして、メタンガスが漏れている場合、データ処理部310は、撮像部100から送られた撮像データと、複数個の検出部201から送られてきた物理量(振動強度)のデータに基づいて、被検知領域Re内でのメタンガスの状態(漏れ状態)を示す漏れ検知図を作成する。そして、データ処理部310は、漏れ検知図からメタンガスの漏れ発生位置を推定する。漏れ検知図及びメタンガスの漏れ発生位置は、表示部330に表示される。
Based on the imaging data sent from the
被検知領域Reは、上述したように、都市ガスプラントの一部であり、緊急時に備えて、音及び(又は)光で作業者等の人間に警報を行う警報装置Crを備えている。流体漏れ検知装置Aでは、処理部300が接続インターフェース340を介して警報装置Crに接続されている。データ処理部310が被検知領域Reにメタンガスが漏れていると判断すると、処理部300は、警報装置Crに対して、警報を行う指示を送る。
As described above, the detected area Re is a part of the city gas plant, and includes an alarm device Cr that warns a person such as an operator with sound and / or light in preparation for an emergency. In the fluid leak detection device A, the
流体漏れ検知装置Aは撮像部100で被検知領域Reの全体を1つの像として撮像している。撮像データのひずみを抑制するとともに、被検知領域Re全体を1画像内に収めるため、撮像部100は被検知領域Reに対して垂直方向に延びるポールPoに、被検知領域Reを撮像できるように固定されている。なお、本実施形態では、撮像部100を取り付けるためのポールPoを挙げているが、これに限定されるものではなく、プラントの建屋、装置等の被検知領域Reを見渡すことができる、すなわち、被検知領域Reを画角内に捉えることができる場所に撮像部100を取り付けるようにしてもよい。
The fluid leak detection apparatus A captures the entire detected region Re as one image by the
本発明にかかる流体漏れ検知装置Aは、以上のような構成を有している。次に本発明にかかる流体漏れ検知装置Aでメタンガスの漏れを検知したときの動作について図面を参照して説明する。図3は撮像部で取得した被検知領域の撮像データの一例を示す図であり、図4は検出部からの検出データから生成した等値線図であり、図5は漏れ検知図の一例を示す図である。 The fluid leak detection apparatus A according to the present invention has the above-described configuration. Next, an operation when the leakage of methane gas is detected by the fluid leakage detection apparatus A according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of imaging data of a detection area acquired by the imaging unit, FIG. 4 is an isoline diagram generated from detection data from the detection unit, and FIG. 5 is an example of a leak detection diagram. FIG.
検出部201は、被検出領域Reを撮像部100側から見たとき、横方向に一定距離(ここでは、距離X1)ずつ離れて7列、縦方向に一定距離(ここでは、距離Y1)ずつ離れて5列配列されている。そして、各検出部201の位置を説明する場合、図4を基準として、左から右にi番目(1〜7)、下から上にj番目(1〜5)の位置をRijとして表示する。例えば、左から4番目、下から3番目の検出部201の位置をR43と表示して説明する。また、検出部201が検出する振動強度を0〜9の10段階で示すが、実際に用いられる検出部201では、検出数値を出力し、検出数値に基づいて処理が行われる。例えば、図4を参照すると、位置R53の検出部201の物理量(振動強度)は「5」である。
When the
メタンガスの漏れによる振動は、配管や配管を支えている支持体等を伝って他の部分(例えば、配管や支持体)に伝播する。この伝播した、漏れ位置の近くに配置された検出部201以外の検出部201(の超音波センサ202)でも検出される。上述しているとおり、検出部201は、被検知領域Reに縦横それぞれ等間隔で二次元配列されており、メタンガスの漏れ状態を正確に把握するため、処理部300は検出部201の位置を正確に把握する必要がある。そこで、各検出部201から送信される物理量のデータには、検出部201の位置を把握するための情報(上述した位置Rijにあたる情報)と、測定時刻(データを送信した時間)の情報とを含んでいる。
Vibration due to leakage of methane gas propagates to other parts (for example, the pipe and the support) through the pipe and the support that supports the pipe. This detection is also detected by the detection unit 201 (the ultrasonic sensor 202) other than the
このような、位置を把握する情報を含むことで、処理部300は、被検知領域Reでのメタンガスの漏れによる振動強度を検出した位置を正確に取得することができる。また、測定時刻の情報を含んでいることで、処理部300は、被検知領域Reの振動強度の分布を時系列に並べることができ、メタンガスの状態(拡散、流動等)を確認することが可能である。
By including such information for grasping the position, the
そして。処理部300では、検出システム200の各検出部201から取得した物理量のデータより、図4に示すような等値線図Ct1を作成する。なお、等値線図Ct1は、同じ振動強度を線で結んだ等強度線である。等値線図Ct1は、複数の検出部201から送信された(検出された)物理量(振動強度)を補間処理することで、検出部201の間の部分(検出部201が配置されていない部分)の物理量を算出する。そして、等値の部分を線(曲線又は直線)で繋ぐことで、生成される。例えば、図4に示す図では、位置R53の検出部201の振動強度が「5」であり、最高値となっている。そして、その周囲に「4」或いは「3」を送信した検出部201があり、さらに外側には、「2」や「1」さらに「0」を送信した検出部がある。データ処理部310はこれらの物理量のデータを基にして等値線図Ct1を演算により作成している。
And then. The
一方で処理部300には、撮像部100から被検知領域Reからの赤外光による撮像データが送信されている。被検知領域Reの赤外光による撮像データには、被検知領域Reにメタンガスが存在していると、メタンガスが赤外光を吸収したことによる像(メタンガスの像Gi)が形成される(図3参照)。データ処理部310は、送信された撮像データに画像処理を施し、メタンガスの像(Gi)が含まれているか否か判断し、含まれているときはメタンガスの像(Gi)の境界を特定する。なお、本実施形態では、メタンガスの像(Gi)の境界を線描でつないで表示している。また、データ処理部310で施す画像処理としてはエッジング処理、平滑化処理等を挙げることができるが、これに限定されない。
On the other hand, imaging data using infrared light from the detection area Re is transmitted from the
また、被検知領域Reに漏れているメタンガスの濃度が低いとメタンガスの像も薄くなる。そのため、データ処理部310はメタンガスの像と他の部分との階調の差が予め決められた階調差よりも小さい場合には、撮像データ内にメタンガスの像が含まれていない又は無視できる濃度と判断する。
Further, when the concentration of methane gas leaking into the detection area Re is low, the image of methane gas is also thinned. Therefore, when the difference in gradation between the methane gas image and other portions is smaller than a predetermined gradation difference, the
以上のようにして、データ処理301は、撮像部100から送られてきた撮像データからメタンガスの像Giを特定する(図3参照)とともに、検出システム200から送られてきた物理量のデータから等値線図Ct1を作成する(図4参照)。そして、撮像データの被検知領域Reの像と等値線図Ct1で想定されている被検知領域Reとが重なるように同じ形状及び大きさになるように、等値線図Ct1を補正し、撮像データに等値線図Ct1を重ね合せた漏れ検知図Si1(図5参照)を作成する。
As described above, the data processing 301 specifies the methane gas image Gi from the imaging data sent from the imaging unit 100 (see FIG. 3), and is equivalent to the physical quantity data sent from the
データ処理部310は、漏れ検知図Si1に基づいて、漏れ位置P1を推定する。そして、データ処理部310は、漏れ検知図Si1と漏れ位置P1とを表示部330に表示するとともに、警報装置Crに警報を行う指示を送信する。これにより、作業者に対してメタンガスの漏れを通知する常時監視装置としての役割も果たす。
The
そして、漏れ検知図Si1及び漏れ位置P1を表示部330に表示するので、作業者はメタンガスが漏れている位置の概略位置を知ることができるので、安全かつ迅速にメタンガスが漏れている部分の補修を行うことができる。また、処理部300が設置されている場所に、配管Pp内を流動するメタンガスの流れを止める弁の操作が可能な場合、ガス漏れが発生している(と推定されている)部分と隣接している、換言すると、配管Ppでつながっている弁を閉じることで、配管Pp内の流れの遮断を部分的なものとすることができる。これにより、メタンガスが漏れた被検知領域Re内のすべての配管Ppに流入するメタンガスを停止させる場合に比べて小規模の操作で済む。また、弁の操作をした後も、流体漏れ検知装置Aによる被検知領域Re内のメタンガスの検知(被検知領域Reの監視)を行うため、弁を閉じたことでメタンガス漏れが停止したか否かを確認することも可能である。
And since leak detection figure Si1 and leak position P1 are displayed on the
本発明にかかる流体漏れ検知装置Aでは、被検知領域Reに二次元配列された検出部201で検出した振動強度に基づいて等値線図Ct1を作成している。この等値線図Ct1の精度を上げていくことで、メタンガスの漏れ位置を精度よく推定することも可能である。しかしながら、流体漏れ検知装置Aでは、検出部201は通常5m〜10mピッチで配置されており、現在の個数の検知部201では精度を高めることは困難である。また、メタンガスが漏れる孔としては、直径0.1mm程度の孔であることが多く、このサイズの孔の位置を推定するためには、検出部201の数を相当数増やす必要がある。検出部201を増やすと装置の構成が複雑になるとともに、物理量の数が多くなり、等値線図Ct1を作成するための処理が煩雑になり、コストが高くなる。被検知領域Reによっては、検出部201を設置する場所がなく検出部201を増やすことが困難である場合もあり現実的ではない。
In the fluid leak detection apparatus A according to the present invention, the isoline diagram Ct1 is created based on the vibration intensity detected by the
また、流体漏れ検知装置Aでは、撮像部100で撮像データを取得しており、メタンガスの濃度が高い場合、撮像データからある程度のガス漏れの位置を推定することは可能である。しかしながら、メタンガスの濃度が低いとメタンガスの像がはっきりしない場合もあり、ガス漏れの位置を推定するのは難しい。また、撮像データの解像度を高くすることで、より鮮明なメタンガスの像を取得することは可能であるが、被検知領域Re全体が入るように画角を調整した状態で解像度を上げるためには、撮像光学系110及び撮像センサ120として高性能なものを用いなくてはならず装置のコストが上がる。また、撮像領域を小さくして複数台の撮像部で同時に撮影することで解像度を高めることは可能であるが、複数台の撮像部が必要であり同じくコストが上昇する。また、撮像センサ120を大きくしたり、撮像部を増やした場合、被検知領域Re全体の撮像データの画素数が多くなるため、画像処理に時間がかかる。
Further, in the fluid leak detection apparatus A, the imaging data is acquired by the
本発明にかかる流体漏れ検知装置Aでは、撮像部100で取得した撮像データと、検出システム200の各検出部201で検出した振動強度の物理量のデータとを補完した漏れ検知図を作成し、その漏れ検知図からメタンガスの状態、メタンガスの漏れ位置を推定している。そのため、本発明にかかる流体漏れ検知装置Aは、少ない要素(撮像部100と想定される配管Ppの漏れ孔の直径に対して広い間隔で配列された複数個の検出部201)で正確なメタンガスの情報及び漏れ位置を推定することが可能である。
In the fluid leak detection device A according to the present invention, a leak detection diagram is created by complementing the imaging data acquired by the
また、本実施形態において、被検知領域Re内の流体としてメタンガスを挙げているがこれ以外のガスや気体に粒子状の物質が混入しているものを検知するようにしてもよい。また、水等の液体中に水以外の液体(流体)が漏れるような被検知領域の水以外の流体の漏れを検知するようにしてもよい。 In the present embodiment, methane gas is used as the fluid in the detection area Re, but it is also possible to detect a gas or other gas mixed with particulate matter. Further, the leakage of fluid other than water in the detection region in which liquid (fluid) other than water leaks into liquid such as water may be detected.
また、本実施形態では、撮像部100として被検知領域Reの赤外光による撮像データを取得するものとしているが、これに限定されない。検知する流体の光吸収特性に合わせて、撮像可能な波長の範囲を決定するようにしてもよい。例えば、可視光領域(波長が約400nm〜800nm)に吸収波長がある場合、可視光領域の受光感度が高い撮像センサと、可視光領域の吸収波長近辺の波長を透過するフィルタを採用した撮像部を採用する。
In the present embodiment, the
さらに、複数個の被検知領域Reを並べて配置した領域のガス漏れを検知する構成としてもよく、被検知領域ごとに、撮像部と検出システムを備えるとともに、各撮像部と検出システムとは1台の処理部又は一式の処理システムに接続してこれらの処理部又は処理システムで全ての領域を統合してガス漏れを検知するようにしてもよい。このようにすることで、撮像部の撮像可能範囲をある程度小さく抑えるとともに、ガスの像を精度よく検出することが可能である。 Furthermore, it is good also as a structure which detects the gas leak of the area | region which has arrange | positioned the some to-be-detected area | region Re side by side, and is equipped with an imaging part and a detection system for every to-be-detected area, and each imaging part and a detection system are 1 unit | set. These processing units or a set of processing systems may be connected, and all regions may be integrated with these processing units or processing systems to detect gas leaks. By doing so, it is possible to reduce the imageable range of the imaging unit to some extent and to detect the gas image with high accuracy.
(第2実施形態)
本発明にかかる流体漏れ検知装置の他の例について図面を参照して説明する。図6は漏れ検知図の他の例を示す概略図である。第1実施形態では、検出部201がメタンガスの漏れによって発生する振動の強度(振動強度)を物理量のデータとして処理部300に送信していた。本実施形態では、検知部201は振動の有無を物理量として処理部300に送信する構成となっている。なお、検出部201の動作以外は、第1実施形態と同じであるため流体漏れ検知装置Aとして説明する。
(Second Embodiment)
Another example of the fluid leak detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic view showing another example of a leak detection diagram. In the first embodiment, the
本実施形態の流体漏れ検知装置Aにおいて、検出部201から制御装置300に送られる物理量は、メタンガスの漏れによる振動があったことを示す「1」の信号と、振動が無いことを示す「0」の信号のいずれかを送信する。そのため、検出部201は超音波センサ202が検出した振動強度と予め与えられている閾値とを比較し、閾値以上の場合「1」の信号を、閾値未満の場合「0」の信号を送信する。すなわち、検出部201は振動強度を予め決められた閾値を基準として、二値化し、その結果を処理部300に送信している。検出部201がこのような動作を行った場合、データ処理部310では、図6に示すような漏れ検知図Si2が生成される。
In the fluid leak detection apparatus A of the present embodiment, the physical quantity sent from the
図6に示すように、被検知領域Reに分散配置された検出部201からは、「0」(検知なし)又は「1」(検知有)のいずれかの物理量のデータが送信される。この物理量のデータから生成した等値線図Ct2と撮像部100からの撮像データを組み合わせて漏れ検知図を作成することで、メタンガスの漏れ状態、漏れが発生している位置P2をある程度の精度で得ることが可能である。このように、物理量を二値化すると、検出部201からの物理量のデータのデータ量が減り、演算処理を迅速に行うことが可能である。例えば、被検知領域Reが広大で、検出部201が多くなる場合や撮像範囲を確保するために撮像部100を複数備える場合等であっても、処理にかかるデータ量を減らすことができるので、処理部300の負担を減らすことができる。
As shown in FIG. 6, data of a physical quantity of “0” (no detection) or “1” (detection) is transmitted from the
また、検出部201は、検出位置の情報と検出時刻の情報を送信している。また、撮像データは時間変化を伴う画像(動画)である。上述しているように検出部201は、配管、支持体等を伝播した振動を検出しているため、振動の伝播は時系列で変化する。そこで、データ処理部310が、振動を検出した時刻を変数として、等値線図を作成し、時刻ごとの振動の伝播の状態を動画である撮像データに重畳させるようにしてもよい。このようにすることで、漏れ発生位置の推定の精度を高めることも可能である。
Further, the
(第3実施形態)
第1実施形態及び第2実施形態において、検出部201はメタンガスの漏れを漏れによって発生する振動の強度を検出していた。そして、検出部201は振動のパターンを比較することで、検出した振動が、メタンガスの漏れによるものか否かを判断している。この振動のパターンの比較では、ガス漏れによる振動かそれ以外の振動かの判断は可能であるが、漏れているガスの特性(比重、粘性等)が近いと、振動パターンも類似するため、メタンガスではないガスをメタンガスとして誤検知する場合もある。
(Third embodiment)
In the first embodiment and the second embodiment, the
また、撮像部100でもガスの種類を判別することは可能であるが、吸収波長が近いガス(ガス状物質)では、判別が難しい場合もある。例えば、水蒸気は、メタンガスの吸収波長の近傍の赤外光を吸収する特性を有しているため、被検知領域Reに水蒸気が発生していると、撮像データには、水蒸気の像がメタンガスの像と同じように生成される。異なるガス(ガス状物質)をガスとして検出すると、流体漏れ検知装置の信頼性が低下する。
The
本実施形態の流体漏れ検知装置は、このような、検知対象とは異なるガス(ガス状物質)の影響を抑制する構成を有している。図7は本発明にかかる流体漏れ検知装置の他の例の概略構成を示すブロック図である。図7に示す流体漏れ検知装置Bは検出システム210が異なる以外、流体漏れ検知措置Aと同じ構成である。そのため、流体漏れ検知装置Bにおいて、実質上、流体漏れ検知装置Aと同じ部分については、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
The fluid leak detection device of the present embodiment has a configuration that suppresses the influence of such a gas (gaseous substance) different from the detection target. FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of another example of the fluid leak detection apparatus according to the present invention. The fluid leak detection device B shown in FIG. 7 has the same configuration as the fluid leak detection measure A except that the
図7に示すように、流体漏れ検知装置Bは、撮像部100、検出システム210及び処理部300を備えている。検出システム210は、被検知領域Reに二次元配列された複数個の検出部211を備えている。なお、検出部211の配列状態(配列方向、寸法等)については、検出部201と同じである。そして、検出部211は、メタンガスの濃度を検出する濃度センサ212を備えている。
As shown in FIG. 7, the fluid leak detection device B includes an
濃度センサとしては、公知の半導体センサを採用している。濃度センサは、メタンガスの濃度だけを検出するセンサであり、メタンガス以外のガス或いはガス状物質の濃度の変化を検出しない。なお、ここでは、メタンガスだけとしているが、検知対象の流体が複数ある場合は、検知対象のガスの濃度検出できるような構成のものを採用してもよい。また、それぞれの流体だけを検知するセンサを併用してもよい。 A known semiconductor sensor is employed as the concentration sensor. The concentration sensor is a sensor that detects only the concentration of methane gas, and does not detect a change in the concentration of a gas other than methane gas or a gaseous substance. Here, only methane gas is used, but when there are a plurality of fluids to be detected, a configuration capable of detecting the concentration of the gas to be detected may be employed. Moreover, you may use together the sensor which detects only each fluid.
そして、検出部211は、一定の周期ごと(例えば、数秒〜数十秒ごと)に検出結果を処理部300に送る。このとき、検出部211は、メタンガスの濃度が予め決められている濃度(閾値)未満のとき、メタンガスを検知していない旨の信号(例えば、「0」の信号)を送信し、閾値以上のとき、濃度センサで検出した濃度を物理量のデータとして処理部300に送るようになっている。この動作を行うことで、流体漏れ検知装置Aと同様、一定の範囲内で被検知領域Reのメタンガスの漏れを許容するためである。なお、閾値を変更可能とし、閾値を0又は0に近い値とすることで、メタンガスの漏れを許容しない或いは許容範囲を狭くできる点も流体漏れ検知装置Aと同じである。
Then, the
検出システム210において、検出部211は処理部300に対して定期的に、所定濃度(閾値)以上のメタンガスの検知有無又はメタンガスの濃度を物理量のデータとして送信している。例えば、メタンガスが漏れしていても被検知領域Reのメタンガスの濃度が閾値未満の場合、検出部211はメタンガスを検出していないことを示す「0」信号を処理部300に送信する。また、メタンガスの濃度が閾値以上になると、検出部211は、濃度センサで検出したメタンガス濃度の数値を物理量のデータとして処理部300に送信する。
In the
ここで、検出部211から処理部300に送られる物理量のデータについて説明する。図8は濃度を利用した漏れ検知図を示す概略図である。なお、図8は便宜上、メタンガスの濃度として0〜9の10段階で示しているが、実際には測定濃度値(例えば、ppm)を利用している。
Here, physical quantity data sent from the
図8に示すように、処理部300は、被検知領域Reでのメタンガスの濃度分布を取得することができる。また、測定時刻の情報を含んでいることで、処理部300は、被検知領域Reのメタンガス濃度分布を時系列に並べることができ、メタンガスの状態(拡散、流動等)を確認することが可能である。そして、メタンガスの濃度を物理量として、等値線図Ct3を作成する。なお、等値線図Ct3は、メタンガスの等濃度線である。等値線図は、等強度図と同じであり、補間処理を行うことで生成している。
As illustrated in FIG. 8, the
また、本実施形態の例では、被検知領域Re内にメタンガスが発生していると共に、水蒸気も発生しており、撮像部100による撮像によって得られた撮像データには、メタンガスの像Giと、水蒸気の像Stiとが写っている。撮像データは、階調のデータであるため、像としてとらえると、メタンガスと水蒸気の区別を付けることが困難である。
In the example of the present embodiment, methane gas is generated in the detection area Re and water vapor is also generated. The imaging data obtained by imaging by the
流体漏れ検知装置Bの検知部211はメタンガスを検知するものであり、水蒸気は検知しない。この特性を利用して、データ処理部310は、撮像データとメタンガスの等値線図Ct3とを重ねたとき、等値線図Ct3から外れた、換言すると、メタンガスが検出されていない部分のガス像は、メタンガスの像ではないと判断して、漏れ検知図Si3では無視する。そして、データ処理部310は、等値線図Ct3とこれに重なるメタンガスの像Giを用いた漏れ検知図Si3から、漏れ位置P3を推定する。
The
以上のように、検知対象(ここでは、メタンガス)の濃度を検出する検出部211を使用することで、メタンガス以外のガス状物質の写り込みによる流体漏れの検知精度の低下を抑制することができる。
As described above, by using the
また、検出として、メタンガスの濃度を二値化して物理量のデータとして送信するものを採用してもよい。この場合も、振動強度を二値化したときと同様にメタンガスを検知できると共に、メタンガス以外のガス状物質の影響を抑制することができる。なお、メタンガスの濃度を二値化する方法としては、メタンガスの存在を検知するようなセンサを用いてもよいし、上述のような濃度センサを利用し、送信するときに閾値を用いて二値化するようにしてもよい。 Moreover, as detection, you may employ | adopt what binarizes the density | concentration of methane gas and transmits as physical quantity data. Also in this case, methane gas can be detected in the same manner as when the vibration intensity is binarized, and the influence of gaseous substances other than methane gas can be suppressed. In addition, as a method of binarizing the concentration of methane gas, a sensor that detects the presence of methane gas may be used, or a binary value is used by using a threshold value when transmitting using the concentration sensor as described above. You may make it make it.
(第4実施形態)
本発明にかかる流体漏れ検知装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図9は本発明にかかる粒体漏れ検知装置のさらに他の例の概略構成を示すブロック図である。図9に示す流体漏れ検知装置Cでは、検出システム210が被検知領域Reの状態を検出する状態検出部400を備えている以外、流体漏れ検知装置Bと同じ構成を有しており、実質上同じ部分には同じ符号を付すと共に、同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Still another example of the fluid leakage detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of still another example of the granular material leakage detection apparatus according to the present invention. The fluid leak detection device C shown in FIG. 9 has substantially the same configuration as the fluid leak detection device B except that the
上述のとおり、流体漏れ検知装置Cはプラントのメタンガスの検知を行うものであり、屋外へのガス漏れの検知を行う場合も多い。その場合、外部の風によって漏れたメタンガスが流され、メタンガスの状態、漏れ位置の推定の精度が低下する場合がある。そこで、図9に示すように、流体漏れ検知装置Cでは、検出システム210に、設置場所の状態として風向及び風速を検知する状態検出部400を複数個(ここでは、3個)備えている。なお、状態検出部400は、検出部211と入れ替えて設置してもよいし、別途、新たに設置するようにしてもよい。
As described above, the fluid leak detection device C detects methane gas in the plant, and often detects gas leak to the outdoors. In that case, the methane gas leaked by the external wind is caused to flow, and the accuracy of estimation of the state of the methane gas and the leak position may be lowered. Therefore, as shown in FIG. 9, in the fluid leak detection apparatus C, the
状態検出部400は風向及び風速を検知するセンサは公知のセンサを備えており、定期的に(一定時間毎に)風向及び風速を設置場所の状態量のデータとして処理部300に送信する。なお、状態検出部400の状態量のデータの送信のタイミングは、検出部211と同じであることが好ましいが、これに限定されない。例えば、検出部211が複数回、物理量のデータ送信を行う毎に、状態検出部400が1回、状態量のデータを送信するようにしてもよい。
The
本実施形態にかかる流体漏れ検知装置Cでの漏れ検知図の作成について図面を参照して説明する。図10は状態量を利用した漏れ検知図の概略図である。図10において、矢印は風向及び風速を示しており、矢印の向きで風向を矢印の長さで風速を示している。図10に示すように、被検知領域Reの3箇所の空気の流れ方向及び風向を表示している。 Creation of a leak detection diagram in the fluid leak detection apparatus C according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a schematic diagram of a leak detection diagram using state quantities. In FIG. 10, the arrow indicates the wind direction and the wind speed, the direction of the arrow indicates the wind direction, and the length of the arrow indicates the wind speed. As shown in FIG. 10, three air flow directions and wind directions in the detection area Re are displayed.
図10に示すように、漏れ検知図Si4では、空気の流れがあるため、メタンガスが流されて、メタンガスの濃度の等値線Ct4は長く伸びている。また、メタンガスの像Gi2も同様に長く伸びた形状になっている。風向又は風速の情報が無いとメタンガスの漏れ位置を等値線の中央付近と推定される。しかしながら、風向又は風速の情報があるため、データ処理部310は漏れたメタンガスが風に流されている影響を付与してメタンガスの漏れ位置を推定する。そのため、メタンガスの漏れ位置を精度よく推定することが可能である。また、風向及び風速の情報があるため、メタンガスのこれからの挙動の推定の精度を高めることができる。
As shown in FIG. 10, in the leak detection diagram Si4, since there is an air flow, methane gas is flowed and the isoline Ct4 of the concentration of methane gas extends long. Similarly, the image Gi2 of the methane gas has a long shape. If there is no information on wind direction or wind speed, the methane gas leakage position is estimated to be near the center of the isoline. However, since there is information on the wind direction or the wind speed, the
なお、本実施形態では、状態量として風向及び風速を挙げているがこれに限定される者ではなく、例えば、環境温度、環境湿度、環境圧力(気圧)、日照時間、日照量、降雨状態、積雪状態を挙げることができる。これらのうち、複数を組み合わせて利用してもよい。これらの状態量の変化によって、検出部に備えられる各種センサの検出誤差が発生すると考えられる。また、撮像した撮像データもこれらの状態量によって誤差が発生すると考えられる。そのため、処理部300は、状態量を利用して、検出部で検出した物理量のデータ及び撮像部からの撮像データの補正を行う。
In the present embodiment, the wind direction and the wind speed are listed as the state quantities, but not limited thereto. For example, the environmental temperature, the environmental humidity, the environmental pressure (atmospheric pressure), the sunshine duration, the sunshine amount, the rainfall state, The snow condition can be mentioned. Of these, a plurality may be used in combination. It is considered that detection errors of various sensors included in the detection unit occur due to the change in the state quantities. Also, it is considered that an error occurs in the captured image data due to these state quantities. Therefore, the
このように、状態検出部400を備えることで、精度が高い漏れ検知図を作成することができ、メタンガスの漏れの状態を正確に検知することができる。
Thus, by providing the
(第5実施形態)
本発明にかかる流体漏れ検知装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図11は本発明にかかる流体漏れ検知装置のさらに他の例の概略構成を示すブロック図であり、図12は検出システムが配置されている状態の被検知領域の平面図である。図11に示す流体漏れ検知装置Dは検出システム220として、被検知領域Re内の所定の場所に固定された固定型の検出部221と、被検知領域Re内を移動可能なように配置された可動型の検出部223とを備えている。これ以外の部分については、流体漏れ検知装置Bと同じ構成であり、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Still another example of the fluid leakage detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of still another example of the fluid leak detection apparatus according to the present invention, and FIG. 12 is a plan view of a detection area in a state where the detection system is arranged. The fluid leakage detection device D shown in FIG. 11 is arranged as a
固定型の検出部221及び可動型の検出部223とは、それぞれ、メタンガスの濃度を検出する濃度センサ222及び224を備えている。また、可動型の検出部223は被検知領域Re内を移動するための駆動部225を備えている。なお、駆動部225としては、車輪が付いた台座を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、例えば、無限軌道を備えたものや被検知領域Re内の空間を浮遊するようなものであってもよい。可動型の検出部223は、位置情報とメタンガスの濃度を検知したときの時刻情報を出力可能な構成を有している。そして、可動型の検出部223は、固定型の検出部221と同期して、メタンガスの濃度を物理量のデータとして処理部300に送信する。
The
図12に示すように、流体漏れ検知装置Dでは、被検知領域Re内に分散して複数の固定型の検出部221が配置されている。固定型の検出部221は、予め決められた条件によって決められた位置である。固定型の検出部221の位置を決める条件としては、作業者やクレーン等の作業機器の移動を妨げない、配管の継ぎ手や装置との境目等のガス漏れが発生しやすい位置、作業者が頻繁に通りガス漏れによる被害が発生しやすい位置等を挙げることができるが、これに限定されない。ガス漏れの危険性を低減しつつ迅速にガス漏れを検知するための条件を広く採用することができる。
As shown in FIG. 12, in the fluid leak detection device D, a plurality of fixed
可動型の検出部223は、被検知領域Re内を移動しながら、メタンガスの濃度を検出する。また、可動型の検出部223の駆動部225は処理部300からの指示に従って移動するものであってもよいし、予め決められたコース上を移動するようになっていてもよい。本実施形態において可動型の検出部223は、予め決められたコースCs上を定期的に移動しつつ、メタンガスの濃度を検出する。可動型の検出部223が移動しつつメタンガスの濃度を検出することで、固定型の検出部221ではカバーできない或いはカバーしにくい場所のメタンガスの濃度を取得できる。このことから、可動型の検出部223は被検知領域Reの固定型の検出部221で検出が困難又はできない部分を移動するものを挙げることができる。
The
可動型の検出部223を用いることで、被検知領域Re内で固定型の検出部221を常時設置するのが難しい場所(例えば、トラック等が移動する道路等)のメタンガス濃度を検知することが可能である。また、これとは別に、メタンガスの漏れ量に対する許容範囲が広い等で、メタンガス濃度の検知頻度を下げることができる場所の場合、可動型の検出部223で検出したメタンガス濃度で十分な検知を行うことができるため、固定型の検出部221の設置数を減らすことができる。装置の構成を小さくすることができるとともに、メンテナンスの手間を省くことが可能である。また、固定型の検出部221の削減数によっては、流体漏れ装置Dのコストを下げることが可能である。
By using the
本実施形態では、可動型の検出部223として自律航行可能なものを挙げているが、これに限定されるものではなく、作業者が把持して移動する(いわゆる、可搬性)を有するようなものであってもよいし、作業者が手押しするようなものであってもよい。また、作業者が被検知領域Re内に入るときに身に着ける装具(例えば、作業着、ヘルメット、安全帯等)に取り付けられるものであってもよい。
In the present embodiment, the
なお、流体漏れ検知装置Dでは、固定型の検出部221の配置は、メタンガスが漏れやすいと想定されている部分に配置しているが、流体漏れ検知装置Bと同様二次元に等間隔で配列されていてもよい。さらに、流体漏れ検知装置Dでは、可動型の検出部223として、固定型の検出部221と同じく物理量(メタンガスの濃度)を検知するものとしているが、これに限定されない。例えば、流体漏れ検知装置Cで示したような、状態量を検知するようにしてもよい。
In the fluid leak detection device D, the fixed
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
A 流体漏れ検知装置
110 撮像光学系
120 撮像センサ
130 フィルタ
140 画像生成部
150 接続インターフェース
160 筐体
200 検出システム
201 検出部
202 超音波センサ
210 検出システム
211 検出部
212 濃度センサ
300 処理部
310 データ処理部
320 記憶部
330 表示部
340 接続インターフェース
400 状態検出部
A Fluid
Claims (12)
前記被検出領域全体を撮像範囲とするとともに前記流体の吸収波長を含む波長域の光で形成される漏れ流体の像を取得する撮像部と、
前記被検出領域内に複数個備えられるとともに前記流体の漏れを物理量として検出する検出部と、
前記撮像部から受信した前記漏れ流体の像及び前記検出部から受信した検出結果に基づいて漏れ検知図を作成する処理部とを備えており、
前記処理部は、前記検出部からの物理量に基づいて等値線図を作成するとともに、前記漏れ流体の像に前記等値線図を重ね合わせた漏れ検知図を作成する流体漏れ検知装置。 A fluid leakage detection device for detecting fluid leakage inside a detection area,
An imaging unit that obtains an image of a leaked fluid formed with light in a wavelength region including the absorption wavelength of the fluid, with the entire detected region as an imaging range;
A plurality of detectors provided in the detection area and detecting a fluid leak as a physical quantity;
A processing unit that creates a leak detection diagram based on the image of the leaked fluid received from the imaging unit and the detection result received from the detection unit ;
The processing unit creates a contour diagram based on a physical quantity from the detection unit, and creates a leak detection diagram in which the contour diagram is superimposed on an image of the leaked fluid .
前記処理部が前記漏れ検知図を作成するときに前記状態量の影響を付加する請求項1から請求項7のいずれかに記載の流体漏れ検知装置。 At least one of the plurality of detection units is a state detection unit that detects a state quantity of a position that is disposed in the detected region,
8. The fluid leak detection device according to claim 1, wherein the processing unit adds the influence of the state quantity when creating the leak detection diagram .
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