JPH03181829A

JPH03181829A - 熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法

Info

Publication number: JPH03181829A
Application number: JP1320623A
Authority: JP
Inventors: Nagayuki Ooba; 大場　修幸; Hiroaki Okahara; 岡原　弘明; Hiroshi Honma; 博本間; 本間　弘
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-08-07

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】［産業上の利用分野］本発明は、高温或いは低温等の熱媒を輸送する熱媒輸送
用配管の熱媒漏洩検知方法に係わり、特に熱媒輸送用配
管の温度測定および熱媒の漏洩位置を検知するための温
度センサの交換手段を改良した熱媒輸送用配管の熱媒漏
洩検知方法に関する。

［従来の技術］従来、２重管方式をとる熱媒輸送用配管の温度測定およ
び熱媒漏洩検知方法は、第４図に示すように熱媒を通す
本管１０１に巻装された保温材１０２の外側に適宜な間
隔をもって熱電対１０３゜・・・を装着する一方、前記
保温材１０２の外側に設けられるケーシング管１０４の
熱電対取り付は近傍位置に導出孔１０５が形成され、前
記熱電対１０３から取り出されたリード線１０６をケー
シング管１０４の導出孔１０５から外部に取り出して温
度計測装置に配線することにより、熱媒輸送用配管の多
点温度測定を行い、またある熱電対１０３からの異常温
度から熱媒の漏洩位置を検知する方法である。

［発明が解決しようとする課題］しかし、以上のように熱電対を用いた多点温度測定およ
び漏洩検知方法の場合には次のような問題点が指摘され
ている。

■、熱媒輸送用配管の温度測定および熱媒漏洩検知の精
度を上げるためには、相当多数の熱電対１０３、・・・
が必要であること。

■、保温材１０２の外側に無数の熱電対１０３゜・・・
を取り付けることは事実上不可能に近く、特に熱媒輸送
用配管の口径が大きく、かつ、長い場合にはその感が益
々強く、しかも多数の熱電対１０３、・・・のリード線
１０６．・・・をケーシング管１０４の導出孔１０５か
ら引き出さなければならないこと等を考えると、おのず
と温度測定点の数に限界があること。

■、多数の熱電対１０３．・・・のリード線１０６゜・
・・をケーシング管１０４から外部に取り出して配線す
るとき、その配線場所が非常に難しいこと。

■、ケーシング管１０４の外部に各リード線１０６、・
・・を添着するが、このためリード線１０６、・・・が
土に含まれる礫などにより損傷し、また腐食を受は易く
、長期間にわたって連続的に漏洩検知を行う場合には熱
電対１０３やその熱電対１０３のリード線１０６の防食
対策を施す必要があること。

■、さらに、ケーシング管１０４に多数の導出孔１０５
が形成されるが、その熱電対１０３と導出孔１０５との
位置合せが非常に難しく、さらに導出孔１０５．・・・
に対する適切な防水対策が必要であり、防食・防水が非
常に大変であること。

■、さらに、熱電対１０３自体が種々の原因により損傷
したとき、その熱電対１０３の交換が必要となるが、そ
のためにケーシング管１０４の導出孔１０５の大きさを
人手の入る程度の大きさにしなければ交換が難しく、し
かも当該熱電対１０３の場所を堀り起こす必要があるた
めに交換作業が非常に煩雑となること。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、多数の測定
点を創出して温度測定および熱媒漏洩検知を可能とし、
また配線のための特別な場所を必要とせず、温度センサ
の損傷、腐食を容易に防止でき、しかも温度センサを容
易に交換し得る熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は上記課題を解決するために、前記熱媒を通す本
管の外側に小径の保護管を装着するとともに、この保護
管内部に光ファイバ温度センサを挿入することにより、
必要な時に前記保護管から前記光ファイバ温度センサを
抜き出して交換可能とした熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検
知方法である。

［作用］従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、本管外側の保温材の外周に例えば１本の光ファイバ温
度センサを本管上側に位置して直線状に添設すれば、媒
体漏洩による光ファイバ温度センサ内における温度情報
に依存して変化する散乱光の強度を検知することにより
熱媒漏洩位置を検知できる。しかも、熱の対流を利用す
ることにより光ファイバ温度センサ近傍以外例えば本管
下側の熱媒漏洩状態をも確実に検知でき、また、本管の
上側に光ファイバ温度センサを巻装することにより、よ
り高感度に温度の変化状態を検知することができる。ま
た、光ファイバ温度センサの異常時には前記保護管の一
端部から当該光ファイバ温度センサを抜き取った後、新
しい光ファイバ温度センサを押入して交換を行うことが
できる。

［実施例］以下、本発明方法の一実施例について図面を参照して説
明する。先ず、第１図は配管への温度センサの装着状態
を示す図であって、１は高温或いは冷温等の熱媒を通す
本管であり、この本管１の外側には熱媒の温度を保持す
るための保温材２が巻装されている。さらに、この保温
材２の外周には本管長手方向に沿って直線状に保護管３
が添設され、この保護管３に光ファイバ温度センサ３が
挿入されている。５は金属製のケーシング管、６はケー
シング管５を保護する樹脂等の被覆材である。

次に、第２図は以上のような温度センサ４の装着方法を
採用した配管の温度測定および熱媒の漏洩検知装置の構
成図である。すなわち、この装置は、パルス信号を発生
するパルス駆動回路１１、このパルス駆動回路１１のパ
ルス信号を光パルスに変換する発光素子１２、この発光
素子１２によって変換された光パルスを光ファイバ温度
センサ４に入射する方向性結合器１３等が設けられ、さ
らに光パルス入射後に光ファイバ温度センサ４内で反射
されて方向性結合器１３を介して戻ってくる温度情報を
持ったラマン散乱光をストークス光と反ストークス光に
分光する干渉フィルタ１４１１４□、これらストークス
光および反ストークス光を個別に電気信号に変換する例
えばアバランシフォトダイオード等の光検波素子１５１
．１５□、ラマン散乱光自体が非常に微弱信号でゆらぎ
が生じ、また光検波素子１．５１．１５□のショット雑
音、熱雑音等が生じることにかんがみ、Ｓ／Ｎを改善す
る目的から平均化処理を行う平均化処理手段１６、前記
パルス駆動回路１１のパルス発生タイミング信号を受け
た後、ラマン散乱光を検出までの遅れ時間から散乱光発
生位置を求め、かつ、散乱光の強度から温度を求めるデ
ータ処理手段１７等が設けられている。１８は温度分布
状態等のデータを表示する温度分布用デイスプレィであ
る。

従って、以上のような実施例によれば、パルス駆動回路
１１からパルス信号を発生すると、このパルス信号は発
光素子１２で光パルスに変換された後、方向性結合器１
３を通って光ファイバ温度センサ４に入射される。また
、パルス駆動回路１１は発光素子１２へのパルス信号の
退出と同時に、パルス信号またはパルス発生タイミング
信号を平均化処理手段１６およびおよび温度データ処理
手段１７に供給する。

この光パルスの入射後、光ファイバ温度センサ４内から
温度に依存して強度変化の伴うラマン散乱光が反射され
て方向性結合器１３を通って干渉フィルタ１４１，１４
．２に入ってくる。これら干渉フィルタ１４□、１４□
ではラマン散乱光の中からストークス成分と反ストーク
ス成分とを個別に取り出し後、光検波素子１５□、１５
□により電気信号に変換し、この変換された各電気信号
を平均化処理手段１６でそれぞれ平均化処理を行った後
、データ処理手段１７に供給する。

この熱媒漏洩検知手段１７では次のような処理を行う。

すなわち、光ファイバ温度センサ４内の光速度を既知と
すると、例えばＬ＝（Ｃ／２ｎ）◆△ｔなる演算を行ってラマン散乱光の散乱位置、つまり、光
ファイバ温度センサ４の距離りを求める。

但し、上式においてＣは真空中の光速度、ｎは光ファイ
バ温度センサ４の屈折率、Δｔはパルス駆動回路１１か
らのパル発生タイミング信号を受けた後ラマン散乱光を
検出するまでの時間である。

一方、光ファイバ温度センサ４で検出する温度の値はラ
マン散乱光中のストークス成分と反ストークス成分との
強度比から求めることができる。

そして、以上のようにして所定の周期ごとに順次光ファ
イバ温度センサ４の距１１ｉ１Ｌと温度を求めることに
より、温度分布を知ることができ、この温度分布から熱
媒の漏洩位置を検知することができる。

従って、以上のような実施例の方法によれば、保温材２
の外側に添設された保護管３内に光ファイバ温度センサ
４を押入するだけでよく、しかも、保護管３を本管１の
上側に位置するように添設すれば、光ファイバ温度セン
サ４は熱の対流現象を利用して光ファイバ温度センサ４
近傍以外例えば本管下側の温度の変化状態、熱媒漏洩状
態も検知でき、従来のように多数のセンサを必要とせず
に多数の温度測定点の温度を容易に測定できる。しかも
、光ファイバ温度センサ４は保護管３内に挿入され、か
つ、十分に防食対策が施されたケーシング管５の内部に
添着されて配管の一端部から引き出せばよいので、従来
のように配線のために特別な工夫をする必要がなく、ま
た温度センサ４の損傷や腐食を確実に防ぐことができる
。

さらに、何らかの原因により光ファイバ温度センサ４が
異常となったとき、保護管３の一端部側から当該光ファ
イバ温度センサ４を引くことにより、光ファイバ温度セ
ンサ４の抜き取りが可能であり、その抜き取り後、新た
な光ファイバ温度センサ４を一端部から保護管３内に挿
入すれば、光ファイバ温度センサ４の交換を容易に行う
ことができる。

なお、上記実施例では保護管３を保温材２の外側に直線
状に添着したが、例えば第３図に示すように保温材２の
外側に保護管３を巻装し、この保護管３内に光ファイバ
温度センサ４を挿入する方法゛であってもよい。また、
保温材２の外側でなく、本管１の外側に直接または何ら
かの部材を介して保護管３を直線状、蛇行状或いは巻装
する構成としてもよい。また、２本以上の保護管３を直
線状に添設し、それぞれの保護管３．・・・内に個別に
光ファイバ温度センサ４を挿入してもよい。その他、本
発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施で
きる。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、多数の測定点を創
出して温度測定および熱媒の漏洩位置を特定して熱媒の
漏洩状態を検知でき、しかも従来のように配線のための
特別な場所を必要とせず、また温度センサの損傷、腐食
を確実に防止できる。

さらに、温度センサの異常時、その温度センサを容易に
交換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法の一実施例を説明する
ために示したもので、第１図は温度センサの装着状態を
示す図、第２図は配管の温度および熱媒漏洩位置を検知
する装置の構成図、第３図は本発明方法の他の実施例と
しての温度センサの装着状態を示す図、第４図は従来方
法を説明するための温度センサの装着状態を示す図であ
る。１・・・本管、２・・・保温材、３・・・保護管、４・
・・光ファイバ温度センサ、５・・・ケーシング管、１
１・・・パルス駆動回路、１２・・・発光素子、１３・
・・方向性結合器、１４１．１４２・・・干渉フィルタ
、１５Ｉ。１５□・・・光検波素子、１６・・・平均化処理手段、
１７・・・データ処理手段。

Claims

【特許請求の範囲】

高温、低温などの熱媒を輸送する熱媒輸送用配管の熱媒
漏洩検知方法において、前記熱媒を通す本管の外側に小
径の保護管を装着するとともに、この保護管内部に光フ
ァイバ温度センサを挿入することにより、必要な時に前
記保護管から前記光ファイバ温度センサを抜き出して交
換可能としたことを特徴とする熱媒輸送用配管の熱媒漏
洩検知方法。