JPH02502852A - 貯液池漏洩率検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 貯液池漏洩率検知装置 り月ＪＬ１１　。

本発明は、特に貯液池で使用するための漏洩率検知装置に関する。この装置は、 電気キャパシタンスセンサ要素に入る相異なる２つの液の隔離された室を利用す る。

そのキャパシタはそれら液の相異なる誘電率に応答してキャパシタンスを変える 。本装置は、貯液容器の液面レベルの変化を、キャパシタ内の２つの相異なる液 の相対運動によって測定する。

発明の背景 本発明の装置は、貯液池からの漏洩率を測定する装置である。この装置は特に、 貯液池の液が周囲の地中へ失われていないかどうかを判定するのに使用すること ができる。一般的に、本装置は、浅い湖又は池を掘って作られる貯液池で使用さ れ、そして特に留意すべきこととして、その貯液池は、そこに貯溜される液を保 持するための地面膜の１つ又はそれ以上の層を被覆されるか又はされなくてもよ い。貯液池は何等かの液が入れられる。通常その液は、漏洩が非常に望ましくな いとされるものである。漏洩が生じているかどうかを知ることは非常に難しい。

それを知る１つの方法は、貯液池に対する液の既知の全入団と出量との間の差引 量を計量及び監視することである。これは困難な仕事である。本発明の装置は、 液面における蒸発による液損失とは関係なしに池から液が失われているかどうか を判定できる。即ち本装置は、第一に、地中への液損失を判定するのに使用でき る。

貯液池からの液損失の多くが典型的には蒸発によって生じるために、その液損失 を検知し算定することは難しい。液が水を基礎とするものである場合、液面から の蒸発による損失は相当大きなものになる。その蒸発は、地中への浸透による漏 洩損失の何倍にもなる。炭化水素液の場合でもなお幾らかの蒸発による損失は生 じる。本装置は蒸発による液面損失を等しくするよう露出された液の２つの個別 のコラムを備えるシステムである。しかし一方のコラムは他方のコラムから隔離 されるため、貯液池内の液の別の形の損失があれば、それらコラムの液損失率は 相異なったものになる。こうして本装置は、池に貯溜された液の周囲の支持土地 内への漏洩を表示する。

本ＩＮは、地中への液漏性と液面からの蒸発による液損失とを区別するのに非常 に有用であり、そして時間に対するそのような漏洩を監視することによって地中 へのその液損失率の情報を提供する。

発明の摘要 本発明の開示する装置は、貯溜される水あるいは有毒その他の危険な化学物質を 収容する貯液池からの液損失を測定するのに使用される。本発明は地面膜ライナ を使わない貯液池に実施できるが、又漏洩を減少させる地面膜を使った貯液池の 液漏洩率の測定にも等しく適用できる。本装置は第１と第２の隔離された液コラ ムを備える。

これらコラムはその中間個所に液コラムを静かにするためのバッフルを備え、こ れによって液の流動や液面の波動を抑える。一方のコラムは全体的に貯液池から 隔離される。第２のコラムは液面下の小さい流通バイブによって貯液池と結合さ れ、従ってその液面レベルは貯液池の液面レベルに追従する。両コラムが液面損 失だけを受ける場合には第２コラムは第１コラムと等しい率で低くなる。しかし 貯液池に非蒸発液損失があった場合、第２コラムはより速く低下する。そのコラ ム高さの微小な変化は、相互に隔離される液を用いて円筒形キャパシタ内にそれ ら液の界面を作ることにより測定される。それら液は異なる誘電率をもったもの が選ばれ、これにより界面の位置の変化をキャパシタンスの変化にして示す。

図面の簡単な説明 上述のような本発明の特徴、長所、及び目的を達成し、そして詳細に理解できる ようにするため、上記概述した本発明のより具体的な説明を、添付図面に示す本 発明の実施例を参照して行う。

しかし、それら図面は本発明の典型的な実施例を示すものに過ぎず、従って何等 制約的なものでなく、そして本発明にはその他にも同様に有効な実施例があり得 ることを留意すべきである。

第１図は漏洩が生じる貯液池内に設置された本発明の漏洩検知システムの図面、 第２図は第１図に示される隔離された苗とキャパシタの拡大詳細図である。

好適な実施例の説明 初めに第１図において貯液池が番号１０で示される。

この貯液池は、支持土地上に拡げられるシート地面１１１２で画成するようにし てもよいが、本発明は地面膜を備えない貯液池にも適用できることを理解すべき である。

この場合、周囲の土地は非多孔性のものとされるが、透過性のチャンネルを備え るようにしてもよい。地面膜１２は漏洩が確実に生じる場合に設けられるもので ある。

図示の地面１１１２は、貯液池から液１６を排出する漏洩孔１４を有する。貯液 池は更に、蒸発損失を受ける液面１８を有する。貯液池の大きさは数１００ニー カーまでの様々に変えることができる。通常その深さも様々に変えられる。貯液 池は典型的には土木機械によって掘削され、そして地面膜１２で覆われる周縁の 土手を備えるように成形される。地面膜の縁部周りで液の漏洩が生じないよう地 面膜は土手の上面全体に延在するようにされる。

貯液池の中に液が入れられる。本発明の測定装置が全体的に番号２ｏで指示され る。この測定装置は第１の隔離されたコラム２２を備える。このコラムは貯液池 の高さ方向に直立し、そしてその少しく上方まで延出する。

コラムは円形でも矩形でもよい。貯液池の液を保持することを留意しさえすれば 、それ以外でコラムの断面は特に重要ではない。更に、コラムは完全に閉鎖され た部材ということで隔離されている。コラム２２が最初に貯液池内に設置される と、サイホンによってその中の液のレベルが液面１８のレベルに等しくされる。

番号２４は、同じく貯液池１ｏ内に設置される第２のコラムを示す。

この第２コラムは第１コラムと実質的に同等なものであるが、貯液池内の液１６ から完全には隔離されていないという点で異なる。それら２つのコラム内の液は 最初同じレベルに設置される。所望であればそれらコラムは同じ断面積にされる が、このことは必須ではない。しかしそれらコラムは同等な液面条件で露出する ようにされる。

こうして−日を通じて同じように太陽に対し露出され、又陰にされる。それらコ ラムは液面蒸発損失率が等しくなるように露出される。それら２つのコラムは貯 液池内に同じ条件で露出されるように好適には側部どうし隣接するようにして設 置される。こうして、様々に変化する風により助長される蒸発によって液が損失 されていくと、それら２つのコラムの液の高さは一緒に低くなっていく。

第２コラム２４は流通パイプ３ｏによって貯液池と結合される。このため第２コ ラムの液面レベルは、その液面の蒸発による損失の他に貯液池の液損失によって 変えられる。第１コラムと同じように第２コラムの液を静かにしておくため、第 ２コラムは封じられる。

バッフルプレートが２６と２８に備えられる。これらバッフルプレートは２つの コラム内の液の撹拌を抑える。

それらバッフルプレートは液の流れを規制するのではなく、液の流動を規制して ２つのコラム内の液を実質的に静止状態に保つのである。

コラム２４はフィルタパイプ３ｏを通して貯液池１０内に開いている。パイプ３ ０は液をコラム２４内に導入する。パイプ３０は造波による液の動揺を起させな いための液面より下方にある距離だけ離れた所に設置される。

これによってコラム２４内の液の高さは貯液池１０内の液レベル高さとパリティ を保って低下できる。第１図に示されるように貯液池から隔離されているコラム ２２の液面レベルは３２の所にある。この液面３２と液面１８との間の高さの差 は図面で見易くするよう誇張して示されている。

２つのコラムは最初にある特定の日付と時刻においてレベルを合わせられる。そ の後、液面からの蒸発が生じる。この蒸発は貯液池内の全液量を減少させる。し かし、隔離された第１コラム２２と貯液池とは同様な状態で露出されているから 、それらは蒸発によって同等な効果を受ける。蒸発損失率は露出面積の関数にな るのである。

即ち、貯液池１０と第２コラム２４とにおける露出液面は第１コラム２２におけ る露出液面よりずっと大きいが、損失量は面積に比例するから、結果として両コ ラムからのレベル損失は等しいものになる。

第２コラムは貯液池に結合されているので、そのレベルは貯液池と同じレベルで 低下する。もし貯液池が蒸発その他の液面損失だけで液を失っているならば、レ ベル１８と３２は同等に低下する。損失が液面損失のみだからである。しかしも し漏洩があったとすると、これが追加の損失になるので、貯液池のレベル低下は より急速になる。換言すると、ある時間が経過すると液レベル３２の方がより高 いものになる。漏洩による液損失がないからである。

そこで、２つのコラム間に結合される装備４０と関連する本発明のシステムが液 レベル高さの差を表示する。

装置ｔｉ４０は第２図を参照に記述されよう。この装備は、液レベル高さの差が 非常に小さい場合の、その差を測定するための機構である。

第２図の構造は装備４０を支持するための支持壁４２を備える。この壁は、後述 のように流体圧力が装置４０に接合される限り、２つのコラムの間にある共通な 壁であってもよいし、あるいは又別個の構造支持部材であってもよい。支持壁４ ２は第１ｖ４４を支持する。この第１ｖは第１液を入れられる。この室は可撓性 のダイアフラム４６で閉じられる窓を有する。そのダイアフラムは隔離された液 コラム２２に接合される。ダイアフラムはコラム２２内に直接開かれてもよいし 、あるいはパイプその他のコンジットによってそのコラムに結合されてもよい。

番号４８は、壁４２の反対側でｖ５０に対して開かれる同様な可撓性ダイアフラ ムを示す。苗５０は第２液を容れる。ダイアフラム４８も第２コラム２４内に開 かれる。ダイアフラム４６と４８は図示のように２つのコラムに直接接合されて もよいし、あるいはそれらコラムから離してコンジットでコラムに結合するよう にしてもよい。各コラム内の液の高さが変化すると、それぞれのダイアフラムに 作用する圧力が変化する。それらダイアプラムは２つの空の外側のその圧力を内 側の液へ伝達する。それら２つの空は又管５４によって結合されている。管５４ は２つの出口を有し、その一方の出口は室４４の下部分に置かれ、そして他方の 出口は室５ｏ内で上方向へ向けられる。

２つの室４４と５０はそれぞれに相異なる液を入れられる。至４４に入れられる 液は好適には空５０に入れられる液よりも重い又はより大きい密度のものとされ る。

第２にそれら２つの液は相互に混和しないものとされる。

第３にそれら液は相異なる誘電率をもつものとされる。

それら２つの液の密度の差と不混和性のためにそれら液の界面５２が形成される 。この界面５２は結合管５４内で上昇したり低下したりする。コラム２２と２４ 内の液の圧力がｖ４４と５０内の液に作用して、管５４内の界面５２をある高さ まで上昇させる。それら２つの液は混合せずに界面を作る。この界面５２は管５ ４の内部の周囲に作られるキャパシタ５６に隣接して形成される。キャパシタは ２つの同軸心のプレートで作られる。その一方のプレート５８は管５４の表面に 結合される。このプレートは円筒形であって、第２プレート６０の周囲に同心的 に置かれている。第２プレート６０は管５４内に設置される中実のマンドレルで 構成される。２つの管は同心であり、従ってそれらの間に狭い間隙を画成する。

この間隙の相対断面積は管５４の断面積に較べて小さい。

これは界面５２の動きを大きくするのに役立つ。２つの液の界面の上下動は通常 の状態では極く小さいものである。しかしマンドレル６ｏとこれの周囲の管５４ との間に画成される間隙の断面積はその管の全断面積の数分の１に過ぎないので 、ダイアフラム４６と４８に作用する圧力による２液間の界面の動きは拡大され たものになる。

既述のようにマンドレル６ｏはキャパシタの第２プレートとして働く。上記のよ うな２プレートシステムは、それらプレート間の液の誘電率によって決まるキャ パシタンスを有する。その誘電率は固定的なものでなり、空４４と５０内の２つ の液の誘電値に応じて違ってくる。

従って全体的な誘電率は界面５２の位置と共に変化する。

このためにそれら液は誘電率の相異なるものが選ばれる。

そこでキャパシタンス値は界面５２の位置に応じて決まる。コラム２２．２４内 の液レベルの変動によって界面が一方の最端位置から他方の最端位置へと動いて いくと、これによってキャパシタの値は最大値と最小値の間で変化する。

キャパシタの２つのプレートは、キャパシタの値を測定するキャパシタンスブリ ッジ６４に接続される。キャパシタンスの変動は比較的小さいのでブリッジは高 精度のものが使われる。高精密測定を行えるブリッジシステムを使用するのが好 適である。

本発明の装置は下記のように操作する。先に述べたようにしてコラム２２の液レ ベルは第２コラム２４の液レベル高さと違った高さになる。それら高さが変って いくとき、液はそれぞれのダイアフラム４６と４８を介して接合している。これ によって２つの室４４と５０内の圧力は変化する。両方のコラムの液レベルが蒸 発によって等しく低下していく場合には、２つの可撓性ダイアフラム４６と４８ における相対圧力は同じである。このような圧力低下（両コラムの液ヘッドの等 しい損失）では界面５２は同じ位置にいる。即ちこの場合その２液界面は上方へ も下方へも動かない。これに対してもし貯液池が漏洩によって液を失っていれば 、第２コラムの液レベルは第１コラムの液レベルよりも速く低下する。これは室 ４４と５０の間に圧力差を生じさせる。圧力差が生じると界面５２はキャパシタ ５６周囲で上昇する。より高い液コラムがダイアフラム４６を押すので室４４が 少”しくより大きい内圧を受けるためである。これと対照的に、室５０のダイア フラム４８に掛かる圧力を作る流体コラムは幾分より短かいので、その圧力はよ り小さいものになる。この圧力勾配は両キャパシタプレート間の界面５２を高め る。これはブリッジ６４で測定されるキャパシタンスを変える。従ってブリッジ キャパシタンスの変化は液レベル高さの変化を反映する。そのキャパシタンスを 算定することで２つのコラムの液の高さの差の変化が知られる。そこでその高さ の差を用いて貯液池１ｏからの漏洩を表示できる。

２つのコラムに液が入れられた時点で最初の読取りが行われる。これによってゼ ロ又は基準点が設定される。

この時点で２つの液の界面５２はある位置にあり、そしである測定されるキャパ シタンスを作る。それからある期間が経過した後再び測定が行われる。この測定 により第２の値が得られる。その期間中液面損失が生じているが、もしキャパシ タンスが変わればそれは液面における以外の液損失があることを示す。液面レベ ル高さの差は全体的に体積損失に変換できる。例えば、２つの液コラムの低下が 正確に同じであるなら、損失は全て蒸発によるものである。従ってそのファクタ は考慮に入れないでよい。貯液池の液が漏洩している場合、それは算定できる。

これは貯液池の液面面積が比較的大きい場合でも可能である。例えば液面面積が ｉｏｏ、ｏｏｏ平方メートルの貯液池について考えてみる。ここで２つの液コラ ムが装備４０によって測定され、そしてそれらコラムの高さが１０マイクロメー トル変化したことが測定されたとする。漏洩損失より１０００倍大きい蒸発損失 がある場合、１０マイクロメートルは１立方メートルの液が損失されたことを示 す。もしそれらの測定が３０日間隔で行われると、漏洩率が得られる。勿論それ らデータポイントはより頻繁に測定できる。それと対照的に貯液池の液面面積が ｉ、ｏｏｏ平方メートルであれば、１．０００マイクロメートルのレベルの低下 が１立方メートルの損失になる。この場合も測定は調時された期間ごとに行われ て液損失率が求められる。

相互に混合しない液の実例は水と油である。水はより重く、従って界面５２を作 るためには至４４に入れられる。油は至５０に入れられる。同軸キャパシタを形 成するインサート６０で管５４を閉塞することにより上記２つの液の界面５２の 動きは倍増される。例えば上記インサートが管５４の内部の断面積の９０％を閉 塞すれば、界面５２の動きの範囲は１０倍になる。換言すると界面はより広い範 囲に亘って変位する。

操作中、本発明の装置の隔離されたコラムは蒸発損失を受ける。液面におけるそ の蒸発損失が多くても少なくても、その損失は２つのコラムと貯液池に同等に起 る。

第１図に示されるような液レベル３２の差は、液が漏洩孔１４から漏洩する場合 にある期間経過して生じるものである。従ってそのような差は、漏洩が生じてい ることを表示するものであり、そこで貯液池又は地面膜を詳しく調査して漏洩個 所をつきとめ、補修しなければならないことを示唆しているのである。

ここに好適な実施例を記述してきたが、本発明の範囲は請求の範囲によって規定 されるものである。

ＦＩＧ、ノ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．貯液池の漏洩孔を通しての、その貯液池に貯溜された液の損失を測定する装 置において、該貯液池内に設置され、該貯溜液を入れられ、そして該貯液池の液 面レベルより上方へ延出する開いた上端部を有する第１コラム、及び 該第１コラム内の該液と該貯液池内の該液との高さの差を計測する装備 を備え、該計測装備が、 （ａ）第１液を中に保有する第１室、 （ｂ）第２液を中に保有する第２室を備え、（ｃ）該第１及び第２液が （１）相互に混和せず、 （２）相異なる誘電率と （３）相異なる密度を有し、 該計測装備が又、 （ｄ）２液界面で相互に接触する該第１及び第２液を受入するように該第１及び 第２室を一緒に結合する装備、及び、 （ｅ）該第１及び第２室をそれぞれに該第１コラム及び該貯液池に接合させ、こ れによって該液レベル高さの該差を該２液界面の変位に変えられるようにする装 備を備える、 貯溜液損失測定装置。 ２．該第１コラムが、これの中の液の液面下の液の撹拌を無くする装備を備える 、請求項１記載の貯溜液損失測定装置。 ３．該２液界面の該変位を計測する装備を備える請求項１記載の貯溜液損失測定 装置。 ４．該変位計測装備が、該２液界面を含むキヤパシタの２つのプレート間のキャ パシタンスを計測する、請求項３記載の貯溜液損失測定装置。 ５．該キヤパシタが、間に液を入れられるように相互に離間した第１及び第２の 同軸心のプレートを備える、請求項４記載の貯溜液損失測定装置。 ６．間に間隔を置いて離間した２つのプレートで形成される同軸心キヤパシタを 備え、このキヤパシタの両該プレート間に該２液界面が置かれるようにされた、 請求項１記載の貯溜液損失測定装置。 ７．両該キヤパシタプレートが長形の円筒形プレートであり、その一方のプレー トが２つの該室に結合される両端部をもつた管で構成される、請求項６記載の貯 溜液損失測定装置。 ８．該貯液池内に設置される第２のコラムを更に備え、この第２コラムは該貯液 池と流体連絡し、該接合装備が該第２室を該第コラムに接合させる、請求項１記 載の貯溜液損失測定装置。 ９．両該コラムが相互に隣接し、１つの共通の壁を共有し、該計測装備が該共通 壁に支持される、請求項８記載の貯溜液損失測定装置。 １０．貯液池からの、その貯液池に貯溜された液の漏洩を計測する装置において 、 該貯液池内に設置され、該貯液池内の該貯溜液の初期高さと等しい高さまで該貯 溜液を入れられる第１コラム、該貯液池内に設置され、該貯液池と流体連絡する 第２コラム、 該第１コラム内の該貯溜液の高さと該第２コラム内の該貯溜液の高さとの間の差 を計測する装備を備え、該計測装備が、 第１計測液を保有し、そして内部の圧力が該第１コラム内の該貯溜液の高さに応 答する第１室、第２計測液を保有し、そして内部の圧力が該第２コラム内の該貯 溜液の高さに応答する第２室を備え、該第１及び第２計測液は相異なる密度を有 し、そして相互に混和せず、 該計測装備が又、 該第１及び第２計測液間の界面を形成するため該第１及び第２室を流体連絡する 装備、及び、該第１コラム内の該貯溜液の該高さと該第２コラム内の該貯溜液の 該高さとの間の該差を該界面の高さに相関付ける装備を備える、 貯溜液漏洩計測装置。 １１．該第１及び第２計測液が相異なる誘電率を有し、該第１計測液が該第２計 測液よりも大きい密度を有し、そして該相関付け装備が、 開いた両端部を有する結合管を備え、その下端部は該第１室に、そして上端部は 該第２室に連絡し、これによつτ該結合管の垂直部分内に該界面が形成され、該 相関付け装備は又、該管に取付けられる、第１及び第２プレートを有するキヤパ シタを備え、それらプレートの間に該界面が置かれ、そこで該界面の変位が該キ ヤパシタのキャパシタンスの変化で表示され、そして該相関付け装備は又、該キ ヤパシタの該キャパシタンスを計測するためのキヤパシタブリツジを備える、請 求項１０記載の貯溜液漏洩計測装置。 １２．該キヤパシタの該第１プレートが円筒形であり、そして該管と一体にされ 、該第２プレートが該第１プレートの内側に置かれる同心の円筒形マンドレルで ある、請求項１１記載の貯溜液漏洩計測装置。 １３．該マンドレルの断面積が該管の内径断面積より僅かに小さくされ、これに よって該管内の該界面の変位が大きく倍増される、請求項１２記載の貯溜液漏洩 計測装置。 １４．該第１及び第２コラムが、該貯溜液の液面近くに設けられるパッフルを備 える、請求項１３記載の貯溜液漏洩計測装置。 １５．該第１及び第２コラムが、該貯溜液の液面近くに設けられるパッフルを備 える、請求項１０記載の貯溜液漏洩計測装置。 １６．該第１及び該第２室の圧力が２つの非透過性ダイアフラムによって該第１ 及び第２コラムの高さにそれぞれに応答する、請求項１０記載の貯溜液漏洩計測 装置。