JPH023933B2 - - Google Patents

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JPH023933B2
JPH023933B2 JP5340285A JP5340285A JPH023933B2 JP H023933 B2 JPH023933 B2 JP H023933B2 JP 5340285 A JP5340285 A JP 5340285A JP 5340285 A JP5340285 A JP 5340285A JP H023933 B2 JPH023933 B2 JP H023933B2
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JP
Japan
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signal
circuit
water leakage
water
time integral
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JP5340285A
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JPS61213647A (ja
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Tadashi Saito
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
    • G01M3/243Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は水道管からの水漏れを検出する漏水検
出装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
浄水場、または配水池から需要家まで配水され
る途中の配水管および給水管から漏れる漏水量は
現在、全配水量の10数%になつており、これによ
る損失を金額に換算すると、1m3当りの上水コス
トを100円として1年当り約2000億円にも達する。
漏水分を補うために新規に水源を開発するにはさ
らに莫大な資金を必要とする。従つて、漏水の発
生を速やかに知り、漏水量を抑制することが急務
とされるが、大部分の漏水は地中で発生するた
め、これを地上から発見することは困難である。
従来、実用に供されている代表的な地下漏水検
出法に音響棒による方法がある。これは音響棒を
管路が埋設されている地上に当てるか、ボーリン
グした穴を通して直接埋設管路にこれを接触させ
るか、あるいは消火栓、量水器などの地上へ露出
している部分へこれを接触させて、音響棒から伝
わる振動音を機械的、又は電気的に増幅し、ヘツ
ドホーンを通して調査員が耳で聴くことにより漏
水の有無を判断する方法である。しかし、この方
法では、漏水音とその他の雑音を区別するための
熟練技術を要すること、また、この技術を有する
調査員が全市街地を巡回するためには膨大な労力
と時間を要するため、漏水個所の発見が遅々とし
て進まない等の問題がある。
このため、漏水発見の自動化を目指して近時試
用が開始された相関式漏水発見装置が開発されて
いる。これは2個所の消火栓に取付けた振動セン
サからの信号の相互相関をとることによつて、漏
水位置を決定しようとするものである。しかし、
これには次の欠点がある。第一に調査区間の管路
の分岐、管の材質、管の長さのデータが正確に分
つていなければならないこと、第二に、2個所の
センサ間に管路の分岐がある場合、分岐管につい
ては別途調査しなければならないこと、第三に、
熟練技術を要さないが、市内を巡回点検する必要
があるため、漏水の早期発見には限界があるこ
と、などである。
現在、漏水件数はその約90%が配水管からの分
岐個所を含めて需要家へ引き込まれる給水管で占
められているので、漏水検出装置を各需要家の給
水管に固定設置することによつて、需要家周辺の
漏水を早期発見することができる。
このような漏水検出装置は発明者らの研究によ
つて開発されている。即ち、一旦発生した漏水は
修理されない限り継続して発生し、自然復旧する
ことは有り得ない。一方雑音源である水道の水使
用音は水を使用する時にのみ雑音を発生すること
が明白であり、その他の外部雑音源も連続して発
生することはきわめて少ない。この基本的現象の
違いを利用して漏水と漏水以外の原因による信号
を区別するものである。
この種の装置としては、例えば、特開昭59−
195139号公報が知られている。この装置はセンサ
で検出された漏水音および雑音、または漏水によ
る振動および雑音による振動は電気信号に変換さ
れて波形整形回路へ入力される。波形整形回路で
はセンサからの電気信号の増幅、周波数によるフ
イルタリング、および波高値による弁別などが行
われ、漏水信号として有意な信号を例えば高レベ
ルに、有意でない信号を低レベルに波形整形す
る。信号継続時間積分回路は入力信号が高レベル
の時間を積分して時間積分信号を出力する。漏水
判定回路は信号継続時間積分回路で積分された時
間が予め設定した判定基準を越えた場合にのみ漏
水有りの判定信号を出力する回路である。
ところが、雑音信号レベルは場所による違いが
大きいため、漏水がない状態での時間積分信号に
個体差が生じる。すなわち、雑音信号レベルが高
い場所に設置される漏水検出装置では、判定基準
を高くし、雑音信号レベルが低い場所に設置され
る装置では判定基準を低くする必要がある。も
し、判定基準を一定値にすると、場所によつて検
出が可能な漏水信号レベルに違いを生じる。
〔発明の目的〕
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
ので、場所による漏水検出能力の差を減少させる
ことが可能な漏水検出装置を提供することを目的
とする。
〔発明の概要〕
本発明は時間積分値の大きさをもつて判定する
第一の判定部と、漏水がない状態の暗雑音信号に
よる時間積分値との比率または差の大きさをもつ
て判定する第二の判定部を備えることによつて、
設置場所の暗雑音の大きさに左右されず、常にほ
ぼ一定規模の漏水を検出することができるもので
ある。
即ち、本発明は水道管やこれに付属する機器か
らの漏水によつて発生する音圧変動および管壁な
どの振動を検知するセンサと、このセンサの出力
を入力し所定の波高値信号に整形する波形整形回
路と、この波形整形回路の出力を所定の時間だけ
信号の継続時間を積分する信号継続時間積分回路
と、積分値の大きさと設定された判定基準値とを
比較して雑音と漏水音の区別を行う漏水判定回路
とから成る漏水検出装置である。
〔発明の実施例〕
次に本発明の実施例について説明する。第1図
乃至第5図は次の各構成要素からなる漏水検出装
置を示している。
(イ) 水道管又は水道管に付属する機器からの漏水
によつて発生する音圧変動又は管壁の振動を検
知して電気信号に変換するセンサ1 (ロ) センサ1の電気信号1aを所定の波高値信号
25aに増幅する増幅回路25と、増幅された
波高値信号25aのうちの主成分を通過させる
帯域通過フイルタ26と、帯域通過フイルタ2
6を通過した交流電気信号26aのうちの負信
号を正信号に変換する絶対値増幅回路27と、
絶対値増幅回路27から出力された変換信号の
うち予め定められた判定基準電圧Erと比較し
て判定基準電圧Er以上の変換信号のみを出力
する比較回路28とからなる波形整形回路2 (ハ) 波形整形回路2の出力の信号継続時間をデイ
ジタル化する回路42と、デイジタル化した出
力パルス列を予め定めた時間だけ計数するカウ
ンタ43と、予め整定された時刻に積分開始信
号INI、積分終予信号INO、判定実施信号及び
前記計数回路の復帰信号を出力するタイミング
回路44とからなる信号継続時間積分回路3 (ニ) 信号継続時間積分回路3によつて測定された
時間積分値T及び予め設定された定数C1とを
比較判定して判定信号D1を出力するステツプ
52と、漏水有りの測定回数Nbに1を加えるス
テツプ57と、時間積分値Tを漏水有りの累積時
間積分メモリBに加えるステツプ58と、累積時
間積分メモリBを測定回数Nbで割算して漏水
有りの状態の時間積分値Tbを更新するステツ
プ59とからなる漏水判定回路5 即ち、センサ1で検出された漏水音および雑
音、または漏水による振動および雑音による振動
は電気信号に変換されて波形整形回路2へ入力さ
れる。波形整形回路2ではセンサ1からの電気信
号の増幅、周波数によるフイルタリング、および
波高値による弁別などが行なわれ、例えば漏水信
号として有意な信号を高レベルに、有意でない信
号を低レベルに波形整形する。信号継続時間積分
回路3は入力信号が高レベルの時間を積分して時
間積分値Tを出力する。通常、内蔵されている時
計回路によつて、深夜の雑音が少ない時間帯に1
日1回測定する。改良形の漏水判定回路5は漏水
がない状態での時間積分値Taを記憶しておき、
時間積分値Tの時間積分値Taに対する比、また
は時間積分値Tがそれぞれ設定された判定基準値
より大きいときに限つて漏水有りの判定信号を出
力する回路である。
以下にこれらの構成について詳細に述べる。セ
ンサ1は音響信号または振動による偏位、速度、
加速度などを電気信号変換する変換器である。
第2図は波形整形回路2の実施例の構成図であ
る。増幅回路25はセンサ1からの電気信号を増
幅し、例えば、低域遮断周波数1kHz、高域遮断
周波数10kHzの帯域通過フイルタ26によつて信
号主成分を通過させる。この交流電気信号は絶対
値増幅回路27によつて負信号は正信号に変換さ
れ、比較回路28に入力される。比較回路28は
判定基準電圧+Er以上の入力信号のみを一定電
圧信号に変換して出力する。
第3図は第1図の中の信号継続時間積分回路3
の一実施例を示すものである。パルス発振回路4
0の周波数は波形整形回路2に含まれるフイルタ
の高域遮断周波数の数倍以上とし、分解能を確保
する。タイミング回路44はタイマを内蔵し、設
定された時刻に積分開始信号INI、積分終了信号
INO、判定実施信号DIO、カウンタ43のリセツ
ト信号RSなどの一連の指令信号を発生する機能
をもつている。これらの信号は通常は1日周期で
発生し、例えば、深夜の0時に積分開始信号INI
が、午前4時に積分終了信号INOが出るように
設定される。
記憶回路45は積分開始信号INIから積分終了
信号INOまでの間、論理“1”の状態を保持し、
アンドゲート41によつてパルスとの論理積をと
り、アンドゲート42へパルスを供給する。アン
ドゲート42はアンドゲート41の出力パルスと
波形整形回路2の出力信号の論理積をとることに
よつて、波形整形回路2の出力信号継続時間をデ
イジタル化する。カウンタ43はアンドゲート4
2の出力パルス列を計数することによつて、積分
開始信号INIが発生してから積分終了信号INOが
発生するまでの波形整形回路出力信号の時間積分
を行う。
第4図は漏水判定回路5の演算フローチヤート
である。信号継続時間積分回路3からの判定実施
信号DIOを受け、以下の手順で漏水有り、無しの
判定をする。
ステツプ51では今回測定された時間積分値Tが
予め設定された定数C1より大きい場合に、漏水
有りと判定し、判定信号D1を出力する。
ステツプ52に於て、漏水なしの測定回数Na
0の場合(使用開始時にNa=0にするので第一
回目の測定時)は、漏水がない状態での時間積分
値Taの値が未知であるからステツプ53を飛ばす。
ステツプ53に於て、漏水がない状態での時間積
分値Taに対する今回測定された時間積分値Tの
比率が予め設定された定数C2より大きい場合
(T/Ta>C2)に、漏水有りと判定し、判定信
号D2を出力する。
ステツプ54に於て、漏水なしの測定回数Na
1を加える。
ステツプ55に於て、今回測定された時間積分値
Tを漏水なしの累積時間積分メモリAに加える。
ステツプ56に於て、ステツプ54で得られた累積
時間積分メモリAを測定回数Naで割つて漏水が
ない状態の時間積分値Taを更新する。
ステツプ57に於いて、漏水有りの測定回数Nb
に1を加える。
ステツプ58に於て、今回測定された時間積分値
Tを漏水有りの累積時間積分メモリBに加える。
ステツプ59に於て、ステツプ58で得られた累積
時間積分メモリBを測定回数Nbで割つて漏水有
りの状態の時間積分値Tbを更新する。
上記判定信号D1は漏水故障が除々に成長し、
時間積分信号が漸増する場合には時間積分値は
Taも漸増するため、ステツプ53の判定では見逃
がす恐れがあるために必要なものである。
以上の機能を満す回路はマイクロコンピユータ
とROMによつて容易に実現が可能である。
また、ステツプ53における判定基準T/Ta
C2の代りにT−Ta>C2なる判定基準とすること
もできる。
測定回数Na、Nbは本装置の取付後に、外部よ
りリセツト信号RSTでリセツトする。改良形漏
水判定回路5をマイクロコンピユータで構成する
ことによつて、判定信号D1,D2が出された回
数を記憶すること、タイミング回路44に内蔵さ
れるタイマから読取つた年月日を判定信号D1,
D2と関連付けて記憶すること、本装置の取付年
月日を記憶すること、これら記憶内容の読出しな
ども容易にできる。出力端子Pは読出された内容
を表示器に出力したり、伝送回路を通して電話回
線へ出力するためのものである。
第5図のaは帯域通過フイルタの出力信号波形
の一例、bは絶対値増幅回路の出力信号波形の一
例で、cは判定基準電圧+Erよりも信号が大き
いときに高レベルになる比較回路の出力信号波形
で、波形整形回路2の出力信号になる。
dはアンドゲート42の出力パルス列で、波形
整形回路2の出力信号のハイレベル期間に比例し
たパルス数となつている。eは積分開始信号
INI、fは積分終了信号INO、gは記憶回路45
の論理“1”の状態を示す積分期間信号、hは判
定実施信号DIOで積分終了信号INOの後に出さ
れ、漏水判定回路5を動作させるためのものであ
る。リセツト信号RSはさらにこの後に出されて、
カウンタ43をイニシヤライズするのに使われ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、漏水検出装置を
設置する場所の暗雑音または暗振動の大きさによ
らず、常にほぼ一定規模の漏水を検出することが
できる。また、腐食や亀裂の成長に伴つて除々に
増加する漏水も検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す漏水検出装置
の構成図、第2図は波形整形回路の構成図、第3
図は信号時間積分回路の構成図、第4図は漏水判
定回路の動作を示すフロー説明図、第5図は本発
明の動作を示す構成各部の波形説明図である。 1……センサ、2……波形整形回路、3……信
号継続時間積分回路、5……漏水判定回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次の各構成要素からなる、漏水検出装置。 (イ) 水道管又は水道管に付属する機器からの漏水
    によつて発生する音圧変動又は管壁の振動を検
    知して電気信号に変換する検出器 (ロ) この検出器の電気信号を所定の波高値信号に
    増幅する増幅回路と、増幅された波高値信号の
    うちの主成分を通過させる帯域通過フイルタ
    と、この帯域通過フイルタを通過した交流電気
    信号のうちの負信号を正信号に変換する絶対値
    増幅回路と、この絶対値増幅回路から出力され
    た変換信号のうち予め定められた判定基準電圧
    と比較してこの判定基準電圧以上の変換信号の
    みを出力する比較回路とからなる波形整形回路 (ハ) この波形整形回路の出力の信号継続時間をデ
    イジタル化する回路と、このデイジタル化した
    出力パルス列を予め定めた時間だけ計数する計
    数回路と、予め整定された時刻に積分開始信
    号、積分終了信号、判定実施信号及び前記計数
    回路の復帰信号を出力するタイミング回路とか
    らなる信号継続時間積分回路 (ニ) この信号継続時間積分回路によつて測定され
    た時間積分値及び予め設定された定数とを比較
    判定して判定信号を出力する判定回路と、漏水
    有りの測定回数に1を加える第1の加算回路
    と、前記時間積分値を漏水有りの累積時間積分
    メモリに加える第2の加算回路と、この累積時
    間積分メモリを前記測定回数で割算して漏水有
    りの状態の時間積分値を更新する更新回路とか
    らなる漏水判定回路。
JP5340285A 1985-03-19 1985-03-19 漏水検出装置 Granted JPS61213647A (ja)

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JPS61213647A JPS61213647A (ja) 1986-09-22
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6425025A (en) * 1987-07-22 1989-01-27 Toshiba Corp Detecting apparatus of leakage of water
JP2006317172A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Toshiba Corp 漏水検出装置
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JPS61213647A (ja) 1986-09-22

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