JP6919884B2 - 漏洩検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力を持った液体が流通する管路に於ける漏洩の有無、及び漏洩位置を検知するための装置に関するものである。

地中には上水道用や工業用水或いは農業用水を含む種々の圧力を持った液体が流通する管路が敷設されている。このような管路は、規格サイズの管を直列に配列すると共に、流通する液体に対応させた構造を持った継手を構成することで、管どうしを液密性を確保して接続している。例えば、工業用水用や農業用水用の管路の場合、ヒューム管の管端どうしをパッキンを介して接続することで水密性を確保している。また、上水道用の管路の場合には、鋳鉄管の管端どうしをパッキンを介してボルト締結することで水密性を確保している。

一方、地中に敷設された管路には、路面を走行する車両による振動に応じた力や地盤沈下に伴う力、地震時に於ける管路の敷設方向又は管路の敷設方向に対し交差する方向への力等の力が常に作用している。そして、管路に作用するこれらの力によって、管の継ぎ目が離隔して隙間ができたり、管壁にひび割れが生じたりすることがある。

圧力を持った液体が流通する管路に継ぎ目の隙間や管壁のひび割れ等が生じると、流通している液体が地中に漏洩することとなり、流通する液体の性質に対応した不具合が生じる。例えば、工業用水や農業用水或いは上水の場合、これらの水には夫々の目的に応じた水処理が行われており、漏水によって処理費用の無駄が生じることとなる。また、管路からの漏水によって、該管路周囲の地盤が軟弱化したり、或いは土壌が変化する虞もある。

上記の如き問題に対処するために、地中に敷設された管路に於ける漏水の有無と、漏水位置を調査することが行われる。このような調査は、管路からの漏水に伴って発生する可聴音を検出して行うのが一般的である。即ち、管どうしの継ぎ目に形成された隙間や管壁に形成されたひび割れから圧力を持った液体が噴射される際に生じる可聴音を、管路に構成された仕切弁等の弁や給水栓等の栓に接触させた音聴棒を介して聞き分け、或いは路面上を管路に沿って移動させた聴音センサーによって聞き分けることで、調査対象の管路に於ける漏水の有無、及び漏水位置を調査している。

本件出願人は、特許文献１に記載された「漏洩検知装置及び漏洩検知方法」を開発して特許権を取得している。この技術は、集音部材と記録部材と管路内に於ける位置を検出する部材を搭載した移動体を、圧力流体が流通する管路内で移動させて、流体が管路を流通する際に発生する音を集音して記録すると共に位置を検出することで漏洩部位を検出するものである。

特許第５５８３９９４号公報

特許文献１に記載された発明では、移動体は圧力流体の流れに伴って管路の底部を移動し、この移動過程で集音して記録している。このため、移動体の外周面が管路の底面に接触して衝撃音が発生する。また、移動体の移動速度は流体の流速よりも遅くなり、流体が移動体の外周面を通過する際に擦過音が発生する。このように発生した音は何れも移動体に搭載した集音部材で集音され、記録部材に記録される。

上記の如く移動体が管路の底面に接触して発生した衝撃音や、移動体の移動速度と流体の流速との差によって発生した擦過音は、漏洩検知にとって何れもノイズとなるものである。このため、記録した音からノイズと漏洩による音を分離する必要があり、この分離作業には高度な熟練を要するという問題が生じている。

また、移動体が管路の底面（管路の中心から変位した位置）に沿って移動するため、集音した音が、管路の壁面から発生して干渉した音である虞がある。この場合、管路に於ける正確な漏水位置を検知することが困難になる虞がある。

本発明の目的は、圧力を持った液体が流通する管路の略中心に沿って移動体を移動させることで、ノイズの発生を低減して管路の漏れの有無、漏洩位置を検知する漏洩検知装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る第１の漏洩検知装置は、圧力を持った液体が流通する管路の漏れを検知するための漏洩検知装置であって、外径が管路の内径よりも小さく、且つ内部に、液体が管路内を流通する際に該液体を介して伝達された音を集音する集音部材と、前記集音部材が集音した音を記録する記録部材と、管路内に於ける移動位置を検知するための位置検知部材と、が配置され且つ液体が層流状態を保持して流通する管路の内部を液体と共に移動する移動体を有し、前記移動体の比重が流通する液体の比重と略同じであることを特徴とするものである。

更に、本発明に係る第２の漏洩検知装置は、圧力を持った液体が流通する管路の漏れを検知するための漏洩検知装置であって、外径が管路の内径よりも小さく、且つ内部に、液体が管路内を流通する際に該液体を介して伝達された音を集音する集音部材と、前記集音部材が集音した音を記録する記録部材と、管路内に於ける移動位置を検知するための位置検知部材と、が配置され且つ管路の内部を液体と共に移動する移動体を有し、前記移動体が液体の比重よりも僅かに小さい比重を有し、該移動体の外周面に、可撓性を有し、且つ端部が管路の底部に接触する長さを有する比重調整部材が設けられていることを特徴とするものである。

上記何れかの漏洩検知装置に於いて、前記移動体は円筒体として形成されていることが好ましい。

また、上記何れかの漏洩検知装置に於いて、前記移動体の管路内に於ける移動位置を検出するための部材が、該移動体に搭載されたジャイロ及び加速度センサーを有して構成されることが好ましい。

また、上記何れかの漏洩検知装置に於いて、前記移動体の管路内に於ける移動位置を検出するための部材が、該移動体に搭載され基準となるクロックに対応してパルス信号を発信する発信部材と、漏れを検知すべき管路の外部に設けられ前記発信部材のクロックと同期して該発信部材から発信したパルス信号を受信する受信部材と、によって構成され、検知すべき管路の内部を移動する発信部材から発信したパルス信号を受信部材で受信し、発信部材から発信したパルス信号が受信部材により受信されたときの時間差によって、移動体の管路内に於ける移動位置を検出し得るように構成されることが好ましい。

本発明に係る漏洩検知装置は、圧力を持った液体（以下単に「液体」という）が流通する管路の漏れを検知するための装置である。この漏水検知装置では、流通する液体と共に管路の略中心に沿って移動体を移動させつつ、液体を介して伝達された音を集音して記録すると共に管路内に於ける移動位置を検知する。そして、記録した音の音データと移動体の位置を突き合わせることで、漏水の有無と位置を検知するものである。

特に、移動体が管路の略中心に沿って移動することで、移動体が管路の底部を含む壁面と接触することがない。このため、移動体の移動に伴って管壁との接触に起因するノイズが発生する虞がなく、且つ管路の何れかで発生した音が該管路に於ける他の部位と干渉してノイズが発生する虞もない。従って、漏水に起因する音のみを記録することができ、精度の良い漏水検知を実現することができる。

本発明に係る第１の漏洩検知装置では、内部に集音部材と記録部材と位置検知部材が配置された移動体の比重が液体の比重と略同じであるため、該移動体は管路の略中心に沿って液体と共に移動することができる。

特に、管路を流通する液体が層流状態を保持している場合には、移動体が管路の中心から変位すると、該移動体の外周面に沿った液体の流速が管路の中心側と管壁側とで異なることとなる。このため、移動体が異なる流速の液体と接触することで、管路の中心側への力が作用し、この結果、管路の略中心の位置を保持することができる。

また、本発明に係る第２の漏洩検知装置では、内部に集音部材と記録部材と位置検知部材が配置された移動体が液体の比重よりも僅かに小さい比重を有し、該移動体の外周面には比重調整部材が設けられている。このため、液体の比重と移動体の比重の差を比重調整部材によって調整することが可能となり、移動体を管路の略中心に沿って流通する液体と共に移動させることができる。

また、上記何れかの漏洩検知装置に於いて、移動体の移動位置を検出する位置検知部材を、該移動体に搭載されたジャイロ及び加速度センサーを有して構成した場合には、移動体が液体と共に管路内を移動する過程で自己の移動位置を検知することができる。

また、上記何れかの漏洩検知装置に於いて、移動体の移動位置を検出する位置検知部材を、該移動体に搭載されたパルス信号を発信する発信部材と、管路の外部に設けられ該発信部材から発信したパルス信号を受信する受信部材と、によって構成した場合には、管路の内部を移動する発信部材から発信したパルス信号を受信部材で受信し、発信部材から発信したパルス信号が受信部材により受信されたときの時間差によって、移動体の管路内に於ける移動位置を検出することができる。

従って、上記何れかの漏洩検知装置では、移動体が管路の略中心に沿って移動する過程で、管路で生じており液体を介して伝達された音を集音部材によって集音し、集音した音を記録部材に記録することができる。更に、位置検知部材によって管路に於ける移動体の移動位置を検知することができる。このため、移動体を管路から回収して記録した音と、検知した管路に於ける移動位置とを突き合わせることで、漏水の有無及び位置を検知することができる。

本発明に係る漏洩検知方法を説明する模式図である。 第１実施例に係る漏洩検知装置の構成を説明する模式図である。 第１実施例に係る漏洩検知装置の移動状態を説明する図である。 第２実施例に係る漏洩検知装置の構成を説明する模式図である。 移動体の管路に於ける移動位置を検知する方法の例を説明する図である。

以下、本発明に係る漏洩検知装置について説明する。本発明に係る漏洩検知装置は、液体が流通する管路に於ける漏洩の有無と、漏洩が生じている場合にはその位置を検知するためのものである。

本発明に係る漏洩検知装置を用いて漏洩を検知する方法について図１により説明する。本発明では、後述するように液体が流通する際に該液体を介して伝達された音を集音して記録すると共に管路に於ける移動位置を検知する漏洩検知装置Ａを構成する移動体１を、管路Ｂの略中心に沿って移動させている。このため、移動体１が管路Ｂの底面に接触することがなく、このような場合に発生する音を排除することが可能である。また、移動体１が管路Ｂの略中心に沿って移動することから、漏洩に伴って管壁から発生した音を液体を介して直接集音すること、即ち、干渉する以前の音を集音することが可能である。

ここで、管路Ｂの略中心とは、厳密に管路Ｂの中心Ｂａに一致しなくとも良いという程度の意味であって、中心Ｂａから変位する範囲を数値で限定するものではない。即ち、移動体１が管路Ｂの底面或いは側面に接触することがなく、また漏洩に伴う音が干渉しない程度の範囲をいうものとする。

そして、移動体１が管路に於ける目的の区間を移動した後、集音して記憶した音の音データと、管路Ｂに於ける移動体１の移動位置を突き合わせることで、該管路Ｂに於ける漏洩の有無と、漏洩している場合にはその位置を検知することが可能である。

即ち、管路を移動する移動体に液体を介して伝達された音には、管路から液体が漏洩する際に発生する漏水音、液体が管壁と接触して発生する擦過音、液体が制水弁を通過する際に発生する音、管路から内部に滞留した空気が空気弁から漏洩する際に発生する音、移動体が管路内を移動する際に発生する液体との擦過音、移動体が管壁と接触する際に発生する接触音、土壌を介して管路に伝達され更に液体を介して伝達された管路外部の音、などがある。

上記した種々の音は集音されて記憶される。そして、記憶された音データを解析して漏水音の音データを抽出し、漏水音以外の音データをノイズとして処理することが可能である。

本実施例に於いて、管路Ｂは上水道用の管路を示しており、複数の鋳鉄管２０を直列に並べ、図示しないパッキンを介してボルト、ナットを利用して接続することで構成されている。しかし、本発明に係る漏洩検知装置は、上水道用の管路にのみ適用されるものではなく、圧力を持った液体が流通する管路、例えば工業用水用管路、農業用水用管路等の管路に適用することが可能であるのは当然である。

また、管路Ｂには、ひび割れを含む漏洩部２５が存在するものとする。

上記の如き管路Ｂでは適度な間隔をもって管路Ｂに混入した空気を放出する弁や、管路Ｂを閉鎖する弁、或いは消火栓等の弁１８を有する弁栓部Ｃが設けられている。従って、管路Ｂの漏れを検知する場合、この弁栓部Ｃを利用して作業を行うのが一般的であり、管路Ｂに於ける予め設定された漏洩を検知すべき区間の上流側の弁栓部Ｃから移動体１を挿入し、下流側の弁栓部Ｃから移動体１を排出している。

従って、上流側の弁栓部Ｃと下流側の弁栓部Ｃ間の距離が、漏洩を検知すべき管路Ｂの長さとなる。しかし、移動体１を挿入する弁栓部Ｃと移動体１を排出する弁栓部Ｃの距離は限定するものではなく、数百ｍ〜数キロｍに及ぶことが可能である。

ここで、管路Ｂの内部で発生する音の傾向について説明する。管路Ｂの漏水のない部分では、単に管路Ｂ内を上水が流通する際の音のみが発生することとなる。この音は、流通する上水の鋳鉄管２０に対する擦過音、及び上水の移動体１に対する擦過音であり、音データのレベル（以下単に「音レベル」という）は略一定となる。

また、漏洩部２５では、上水が鋳鉄管２０から地盤に噴出する際に発する特有の音を発生する。この音は漏洩部２５で最大となり、該漏水部２５から離隔するのに従って小さくなる。このため、音レベルは比較的鋭い三角形となり、三角形の高さや裾の大きさは漏洩量に比例する。

上記の如く、漏洩部２５を有する管路Ｂに於ける漏れを検知する手順について説明する。

先ず、管路Ｂに設けられている二つの弁栓部Ｃを選択し、上流側に設置された弁栓部Ｃに漏洩検知装置Ａを構成する移動体１と、該移動体１を管路Ｂ内に挿入するための挿入部材２１を用意し、下流側の弁栓部Ｃに管路Ｂ内を移動してきた移動体１を捕集するための捕集部材２２を用意する。

次に、移動体１を挿入装置２１の先端部分に把持した後、挿入装置２１を管路Ｂの上流側の弁栓部Ｃを通して管路Ｂの内部に挿入する。この状態で、移動体１では経過時間を基準として集音を開始すると共に音の記録を開始し、更に、移動位置の検知を開始する。また、下流側の弁栓部Ｃに捕集部材２２を挿入し、先端に設けた網状の捕集部を管路Ｂの内部に到達させた状態で、該弁栓部Ｃからの漏水がないようにしておく。これにより、最上流側の弁栓部Ｃと最下流側の弁栓部Ｃの間の管路Ｂの漏れを検知する準備が完了する。

次いで、挿入部材２１を操作して移動体１の把持を解除すると、該移動体１は管路Ｂで自由な状態となり、該管路Ｂ内を流通する上水の速度エネルギーを受け、管路Ｂの略中心に沿って下流側へと移動する。移動体１が管路Ｂ内を略中心に沿って移動する過程で、該管路Ｂ内を流通する上水の音を集音して音データとして記録すると共に移動位置を検知して記憶する。

移動体１が最下流側の弁栓部Ｃに配置した捕集部材２２によって捕集されたとき、捕集部材２２を引き上げる。このとき、捕集部材２２によって移動体１を捕集した状態を保持して、弁栓部Ｃで人為的な漏水を生じさせ、発生する音を記録させることが好ましい。

この人為的な漏水によって記録された音レベルは上水の漏洩量に応じた大きさとなり、音レベル線の形状は鋭く突起した三角形となる。そして、人為的に漏洩させる流量を、少量、中量、大量、の三種類程度とし、夫々の漏洩時に発生する音を記録することで、各漏洩量に対応した三種類程度の異なる音データからなるレベル線を記録することが可能である。

次に、管路Ｂから引き上げた移動体１で記録した音、及び移動位置を比較する。即ち、両者に共通した時間軸を基準とし、記録した音と、移動体１の位置と、を突き合わせることによって、管路Ｂの延長方向（移動体１の位置）に対する音レベル線３０とを対応させることが可能となる。

そして、音レベル線３０と管路Ｂの延長方向とを対応させると共に、音レベル線３０に於ける音レベルの変化部位を検討することで、該変化部位が如何なる状況にあるかを推測する。例えば、部分３１は音レベル線３０の最初と中間及び最後に発生しており、大きな音ではないため、部分３１は弁栓部Ｃに対応したものであるとして推測することが可能である。

また、部分３２は略直線状の音レベルであり、管路Ｂに特別な障害が生じていることはないとして推測することが可能である。

また、部分３３の音レベルは先端が尖った三角形になっている。この部分３３では明らかに異常な状態であるとし、且つ部分３３の頂点に対応する管路Ｂに漏洩部２５が存在するとして推測することが可能である。更に、最下流側の弁栓部Ｃに於いて人為的に漏洩させたときの夫々の流量に対応する音レベル線の形状と、部分３３の形状とを比較して漏洩部２５に於ける漏洩量を推測することが可能となる。

次に、本発明に係る漏洩検知装置の構成について説明する。本発明に於いて、漏洩検知装置Ａを構成する移動体１は、管路Ｂを流通する液体と共に該管路Ｂの略中心に沿って移動する。しかし、管路Ｂの略中心に沿って移動する移動体１の構成については特に限定するものではなく、液体の比重との関係を設定することで良い。

例えば、移動体１を、比重が液体の比重と略同じに設定することで、管路Ｂの略中心に沿って移動させることが可能である。この場合、管路Ｂを流通する液体が層流状態を保持していることが好ましい。また、移動体１を、比重が液体の比重よりも僅かに小さくなるように設定し、外周に比重調整部材を取り付けることで、管路Ｂの略中心に沿って移動させることも可能である。

移動体１の形状は特に限定するものではなく、内部に配置すべき各部材を収容することが可能な長さを有する円筒体、或いは略円形の断面を有する筒状体であることが好ましい。このような筒状体である場合、前後端の形状は球形であることが好ましい。また、寸法も限定するものではないが、目的の管路Ｂの内径よりも充分に小さい外径を有することが必要であり、且つ弁栓部Ｃを容易に通過し得る寸法であることが必要である。通常弁栓部Ｃを構成する管は直径が７５ｍｍであるため、移動体１の外径は５０ｍｍ〜７０ｍｍ程度であることが好ましい。また、長さは収容すべき部材の構成に対応するものの、約１００ｍｍ〜約１５０ｍｍ程度であることが好ましい。

特に、移動体１は、管路Ｂの内部を移動する際の姿勢の安定化をはかるために、内部に収容する部材を、重量が低部に集中するように配置することが好ましい。このように配置することで、移動中に生じる虞のあるローリングを少なくすることが可能である。

また、移動体１が管路Ｂの水平方向の屈曲部を移動する際には、該移動体１を水平方向に回転させるような力が作用する。この力に対抗するために、移動体１の重量が前後両端部分に分散し得るように構成することが好ましい。このように構成することによって、ヨーイングを抑えやすくなる。

従って、移動体１は、適度な長さを有する円筒体で、重量が前後両端部及び底部に作用するように構成されることが好ましい。

本発明に係る漏洩検知装置Ａは、液体が流通する管路Ｂ内に挿入され、該管路Ｂの略中心に沿って移動しつつ、液体が流通する際に液体を介して伝達された音を集音部材によって集音し、集音した音を音データとして記録部材に記録し、管路Ｂ内に於ける移動位置を検出する位置検知部材によって検出し得るように構成されている。

特に、漏洩検知装置Ａには基準クロックが配置されており、音データを記録する記録部材、移動位置を検出する位置検知部材を含む機器は、基準クロックから発生するクロック信号に基づいて制御される。即ち、同一のタイミングで記録部材は音データを記録し、位置検知部材は移動体の移動位置を検出し得るように構成されている。

集音部材は、漏れを検知すべき管路内を圧力流体が流通する際に発生し、且つ液体を介して伝達された音を集音するものであり、この機能を発揮し得るものであれば用いることが可能である。このような集音部材として、小型のマイクロフォンを用いることが好ましい。集音部材によって集音され記憶された音の音データが、アナログ情報であるかデジタル情報であるかは限定するものではなく、何れの情報であっても良い。

集音部材によって集音された音は、音データとして記録部材に記録される。本発明に於ける記録部材は集音された音を記録する機能を有するものであれば良く、情報の種類に応じて録音機や記憶素子等を選択的に用いることが可能である。

位置検知部材は、漏れを検知すべき管路内に於ける漏水検知装置の位置を検知するためのものである。このような機能を発揮し得るものであれば用いることが可能である。この位置検知部材としては、ジャイロ及び加速度センサーを組み合わせて構成されたものを利用することが可能である。

位置検知部材としてジャイロ及び加速度センサーを用いた場合、漏洩検知装置を構成する移動体を漏れを検知すべき管路内に挿入した時点からの移動位置は、積分演算することでジャイロや加速度センサーが独自に、或いは移動体に搭載した記憶手段に記憶される。このように移動体の位置を検出することを目的として外部との通信が不要となり、漏れを検知すべき管路の延長距離は、移動体に収容される電源の容量や集音された音を記録する記録部材の記録容量等に等の条件に応じて設定される。

上記の如く、ジャイロ、加速度センサーから発生した信号は移動体に搭載した記憶手段に記憶することが好ましいが、この構成に限定するものではなく、無線で外部と通信し得るように構成しても良い。この場合、地上に受信装置や記憶装置及び演算装置を設置しておき、移動体の移動位置を即座に確認することが可能である。更に、記録部材も外部と通信し得るように構成しておくことで、移動体の移動位置と音データを突き合わせることが可能となる。

また、移動体に基準クロックに対応してパルス信号を発信する発信部材を搭載すると共に、管路の外部に発信部材の基準クロックと同期して該発信部材から発信されたパルス信号を受信する受信部材を配置して位置検知部材を構成することも可能である。

上記の如く構成された位置検知部材では、発信部材から発信されたパルス信号が受信部材によって受信されたときの時間差によって、管路に於ける移動体の位置を検出することが可能である。この場合、受信部材は検知すべき管路に沿って１箇所又は２箇所設けることで良い。

次に、第１実施例に係る漏洩検知装置Ａの構成について図２、図３により説明する。本実施例及び後述する第２実施例では、管路に於ける移動体の移動位置を検知する位置検知部材はジャイロと加速度センサーを用いて構成されている。

図に示す漏洩検知装置Ａは、図１に示す上水道用の管路Ｂの漏れを検知することを目的として構成されており、検知すべき管路Ｂに挿入されたとき、該管路Ｂを流通する上水の速度エネルギーを受けて移動し得るように構成されている。

漏れを検知すべき管路が、上水、工業用水、農業用水等の水が流通するものである場合、音の伝播は水温の影響を受ける。このため、漏洩検知装置は、音の記録、位置の検知に加えて水温を測定して記録しておけるように構成されることが好ましい。

本実施例に係る漏洩検知装置Ａでは、水温を測定すると共に測定した水温を記憶し得るように構成された水温測定部材（図示せず）を有している。

漏洩検知装置Ａは、アルミニウム等の金属或いはプラスチックによって形成され、円筒状で滑らかな外周面を有する本体１ａと、半球形で滑らかな外周面を有するキャップ１
ｂとからなる移動体１を有している。そして、本体１ａに図示しないパッキンを介してキャップ１ｂを装着したとき、内部に管路の漏れを検知するのに必要な機器類を収容する収容空間１ｃが形成されている。

移動体１に形成された収容空間１ｃには、漏洩検知装置Ａを構成する集音部材となる集音マイク１０、集音マイク１０によって集音した音を記録する録音機１１、位置検知部材１２を構成するジャイロ１２ａと加速度センサー１２ｂ、クロック機能を有し且つ前記した集音マイク１０、録音機１１、位置検知部材１２の作動を制御する制御部１３、電源１４、等が設けられている。

収容空間１ｃに、集音マイク１０、録音機１１、ジャイロ１２ａ、加速度センサー１２ｂ、制御部１３、電源１４、及び水温測定部材等の機器類を収容した移動体１は、比重が液体の比重と略同じに構成されている。このため、移動体１を管路Ｂに挿入することで、該管路Ｂを流通する液体と共に下流側に移動することが可能である。

本実施例に於いて、管路Ｂを流通する液体は層流状態を保持している。

液体が層流状態で流通する管路Ｂに移動体１を挿入したとき、移動体１は層流状態を保持して流通する液体に伴って管路Ｂの略中心（Ｂａ）に沿って移動する。そして、移動体１が管路Ｂの略中心に沿って移動する過程で、液体から発生する音を記録すると共に管路Ｂに於ける移動位置を検知することで、漏洩の有無、及び漏洩位置を検知することが可能である。

例えば、図３に示すように、移動体１が管路Ｂの中心Ｂａから偏心した位置にあるとき、該移動体１の外周面の中心Ｂａ側には層流の中心側の大きい流速Ｖで流通する液体が接触し、管壁側には小さい流速ｖで流れる液体が接触する。このため、移動体１には接触する流速の違い（Ｖ−ｖ）により、大きい流速Ｖで流れる液体方向への力が作用し、この作用する力に応じて移動体１が管路Ｂの略中心に変位して安定する。

上記の如く構成された移動体１を前述した漏洩を検知する方法に従って、上流側に設置された弁栓部Ｃから管路Ｂ内に挿入し、流通する液体と共に移動させる。この移動過程で、経過時間を基準として集音を開始すると共に音の記録を開始し、更に、移動位置の検知を開始する。そして、移動体１が下流側の弁栓部Ｃに到達したとき、捕集部材２２によって捕集して管路Ｂから離脱させる。

その後、移動体１で記録した音、及び移動位置を比較することで、管路Ｂの延長方向に対する音レベル線３０とを対応させて、管路Ｂに於ける漏洩部２５の存在、該漏洩部２５に於ける漏洩量を推測することが可能である。

例えば、管路Ｂ内に於ける液体の流速が低下したような場合、移動体１が管路Ｂの壁面に接近して接触する虞が生じることがある。このような接触を回避するために、移動体１の外周面に長手方向に沿って、緩やかな曲線状に形成した線状或いは板状のバネ材からなる接触部材を複数配置しておくことが好ましい。このように構成することによって、移動体１が管路Ｂの壁面に接触することがない。また接触部材が壁面に接触して音が発生しても、曲線状に形成されたバネ材によって構成されるため、大きな衝撃音が発生したり、反力によって移動体１が弾かれるようなこともない。

次に、第２実施例に係る漏洩検知装置Ａを構成する移動体２の構成について図４により説明する。図に於いて二点鎖線の部分は、移動体２を管路Ｂに挿入した状態を想定したものである。尚、本実施例に於いて、前述の実施例と同一の部分及び同一の機能を有する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例に係る漏洩検知装置Ａは、円筒状の本体２ａと、半球形のキャップ２ｂとからなる移動体２を有している。移動体２の内部には収容空間２ｃが形成されており、該収容空間２ｃに、集音マイク１０、録音機１１、位置検知部材１２を構成するジャイロ１２ａと加速度センサー１２ｂ、制御部１３、電源１４、水温測定部材等が設けられている。

上記の如く構成された漏洩検知装置Ａを構成する移動体２は、比重が管路Ｂを流通する液体の比重よりも僅かに小さく設定されている。従って、移動体２を管路Ｂに挿入したとき、該移動体２は浮上することとなる。このため、移動体２の浮上を防いで管路Ｂの略中心に位置させるための比重調整部材３が設けられている。

即ち、移動体２の本体２ａの外周面には取付部２ｄが形成されており、該取付部２ｄに比重調整部材３が取り付けられている。比重調整部材３は、紐状の部材、或いはチェン等の可撓性を有する部材からなり、一方の端部３ａが取付部２ｄに取り付けられ、他方の端部３ｂが目的の管路Ｂの底面に引きずられように構成されている。従って、比重調整部材３の長さは、目的の管路Ｂの半径と略等しいか、長く設定されている。

また、移動体２の本体２ａの外周面には、流通する液体のエネルギーを受けるためのフランジ２ｅが形成されている。このフランジ２ｅの数については限定するものではないが、本実施例では４つのフランジ２ｅが形成されている。

上記の如く構成された漏洩検知装置Ａを構成する移動体２を管路Ｂに挿入したとき、該移動体２は比重調整部材３を下側にした姿勢を保持する。更に、比重調整部材３の端部３ｂ側が管路Ｂの底面に接触して引きずる。

本実施例では、漏洩検知装置Ａを構成する移動体２の比重を、液体の比重の０．８倍〜０．９倍に設定している。この移動体２を管路Ｂに挿入したとき、該移動体２には液体の単位体積重量密度と移動体２の体積に応じた浮力が作用する。このため、予め流通する液体の移動速度を想定し、移動体２が液体と共に管路Ｂの略中心に沿って移動したとき、比重調整部材３の端部３ｂが底面と接触した状態での該比重調整部材３の角度（約４５度）を想定し、この４５度の長さ分の比重調整部材３の水中重さが移動体２に作用する浮力と等しくなるような材質に設定している。また、比重調整部材３の端部３ｂが管路Ｂの底面と接触している長さは、該比重調整部材３の４５度の長さ分の約１／４〜１／３程度であることが好ましい。

比重調整部材３を上記の如く設定することで、移動体２を管路Ｂに挿入したとき、該移動体２は管路Ｂの略中心に沿って移動し、下側に設けた比重調整部材３は、端部３ｂ側を底面に接触させて引きずると共に液体中にある部分は約４５度の傾斜となる。

上記の如く構成された漏洩検知装置Ａを構成する移動体２は、比重調整部材３によって比重が調整され、該比重調整部材３の端部３ｂが管路Ｂの底面に接触している。このため、管路Ｂを流通する液体が層流状態であっても、乱流状態であっても、管路Ｂの略中心に沿って移動することが可能である。

そして、前述の第１実施例と同様に、管路Ｂの略中心に沿って移動する過程で、該管路Ｂに於ける漏洩部２５の存在、該漏洩部２５に於ける漏洩量を推測することが可能である。

次に、漏洩検知装置Ａを構成する移動体１の管路Ｂに於ける移動位置を検知する他の例について図５により説明する。

本例では、管路Ｂ内を移動する移動体１又は２（以下「移動体１」という）からパルス信号を発信し、このパルス信号を管路Ｂの外部で受信し、移動体１の管路内を移動する過程で発信したパルス信号の時間差を検出することで移動量を測定している。このため、移動体１にはパルス信号を発信するための発信部材（図示せず）が搭載されており、管路Ｂの外部には位置検知部材を構成するパルス信号を受信するための受信部材を有する受信装置１９が配置されている。

即ち、移動体１にはクロック機能を有する制御部（１３）が搭載されており、この制御部の基準クロックに対応して一定の時間間隔を持って音波や超音波或いは電波等をパルス発信する発信部材が搭載されている。また、受信装置１９には、移動体１から発信されたパルス信号を受信する受信部材、移動体１に搭載された制御部と同期したクロック機能と受信部材で受信したパルス信号を記録する記録機能を制御部が配置されている。そして、位置検知部材（１２）は、これらの発信部材及び受信部材を有して構成されている。

上記した発信部材と受信部材を同期して（基準となるクロックに対応）駆動し、発信部材から発信されたパルス信号を受信部材によって受信し、受信したパルス信号の時間差を計測し、同時に水温を計測する。計測された時間差のデータを液体の水温に対応した伝播速度で補正することで移動体１の移動量を測定することが可能である。そして、測定した移動量を積分することで、移動体１の管路Ｂに於ける移動位置を検知することが可能である。

上記受信装置１９は、管路Ｂの外部となる該管路Ｂに配置された弁栓部Ｃに配置されている。管路Ｂに於ける受信装置１９の配置数は特に限定するものではないが、漏洩を検知すべき管路Ｂの両端部には設置しておくことが好ましく、検知すべき管路Ｂの長さに応じて適宜配置数を設定することが好ましい。

各弁栓部Ｃには管路Ｂに混入した空気を抜く機能と液体の漏れを防ぐ機能を有する弁１８が設けられており、管路Ｂの内部に巻き込まれ弁栓部Ｃの頂部に溜まった空気を放出し得るように構成されている。そして、選択された弁栓部Ｃの弁１８の蓋体の内側に小型マイク１９ａを設けると共に、該小型マイク１９ａと受信装置１９が通信線１９ｂによって接続されている。

このため、受信装置１９を配置した弁栓部Ｃの弁１８を開放して溜まった空気を放出して圧力を持った液体によって満たすことで、移動体１に搭載した発信部材から発信されたパルス信号を小型マイク１９ａによって集音することが可能である。また、集音した音を通信線１９ｂを介して受信装置１９に伝えることで、制御部に記録することが可能である。

従って、管路Ｂ内を移動する移動体１からパルス信号を発信し、このパルス信号を受信装置１９で受信し、移動体１の管路内を移動する過程で発信したパルス信号の時間差を検出することで、移動位置を検知することが可能である。

本発明の漏洩検知装置と漏洩検知方法は、圧力を持った液体が流通する管路であれば、水用の管路、油用の管路に利用することが可能である。

Ａ 漏洩検知装置
Ｂ 管路
Ｃ 弁栓部
１、２ 移動体
１ａ、２ａ 本体
１ｂ、２ｂ キャップ
１ｃ、２ｃ 収容空間
２ｄ 取付部
２ｅ フランジ
３ 比重調整部材
３ａ、３ｂ 端部
１０ 集音マイク
１１ 録音機
１２ 位置検知部材
１２ａ ジャイロ
１２ｂ 加速度センサー
１３ 制御部
１４ 電源
１８ 弁
１９ 受信装置
１９ａ 小型マイク
１９ｂ 通信線
２０ 鋳鉄管
２１ 挿入部材
２２ 捕集部材
２５ 漏洩部
３０ 音レベル線
３１〜３３ 部分

Claims (8)

1. 圧力を持った液体が流通する管路の漏れを検知するための漏洩検知装置であって、
   外径が管路の内径よりも小さく、且つ内部に、液体が管路内を流通する際に該液体を介して伝達された音を集音する集音部材と、前記集音部材が集音した音を記録する記録部材と、管路内に於ける移動位置を検知するための位置検知部材と、が配置され且つ液体が層流状態を保持して流通する管路の内部を液体と共に移動する移動体を有し、
   前記移動体の比重が流通する液体の比重と略同じであることを特徴とする漏洩検知装置。
2. 前記移動体は円筒体として形成されていることを特徴とする請求項１に記載した漏洩検知装置。
3. 前記移動体の管路内に於ける移動位置を検出するための部材が、該移動体に搭載されたジャイロ及び加速度センサーを有して構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載した漏洩検知装置。
4. 前記移動体の管路内に於ける移動位置を検出するための部材が、該移動体に搭載され基準となるクロックに対応してパルス信号を発信する発信部材と、漏れを検知すべき管路の外部に設けられ前記発信部材のクロックと同期して該発信部材から発信したパルス信号を受信する受信部材と、によって構成され、検知すべき管路の内部を移動する発信部材から発信したパルス信号を受信部材で受信し、発信部材から発信したパルス信号が受信部材により受信されたときの時間差によって、移動体の管路内に於ける移動位置を検出し得るように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載した漏洩検知装置。
5. 圧力を持った液体が流通する管路の漏れを検知するための漏洩検知装置であって、
   外径が管路の内径よりも小さく、且つ内部に、液体が管路内を流通する際に該液体を介して伝達された音を集音する集音部材と、前記集音部材が集音した音を記録する記録部材と、管路内に於ける移動位置を検知するための位置検知部材と、が配置され且つ管路の内部を液体と共に移動する移動体を有し、
   前記移動体が液体の比重よりも僅かに小さい比重を有し、該移動体の外周面に、可撓性を有し、且つ端部が管路の底部に接触する長さを有する比重調整部材が設けられていることを特徴とする漏洩検知装置。
6. 前記移動体は円筒体として形成されていることを特徴とする請求項５に記載した漏洩検知装置。
7. 前記移動体の管路内に於ける移動位置を検出するための部材が、該移動体に搭載されたジャイロ及び加速度センサーを有して構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載した漏洩検知装置。
8. 前記移動体の管路内に於ける移動位置を検出するための部材が、該移動体に搭載され基準となるクロックに対応してパルス信号を発信する発信部材と、漏れを検知すべき管路の外部に設けられ前記発信部材のクロックと同期して該発信部材から発信したパルス信号を受信する受信部材と、によって構成され、検知すべき管路の内部を移動する発信部材から発信したパルス信号を受信部材で受信し、発信部材から発信したパルス信号が受信部材により受信されるまでの時間差によって、移動体の管路内に於ける移動位置を検出し得るように構成したことを特徴とする請求項５又は６に記載した漏洩検知装置。

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