JPH03500822A - 液漏れを検出しそして位置を示すためのセンサー - 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】 本発明は、特にパイプライン又は貯蔵タンクからの、液体化学製品、殊に炭化水 素製品、及び／又は水の漏れを検出し且つその位置を示すための電気式液漏れセ ンサーケーブルに関する。

発明の背景 炭化水素及び他の化学製品の貯蔵設備又はパイプラインからの漏れは、地下水の 汚染を引き起こしかねない。逆に言えば、貯蔵タンクやパイプラインへの水の漏 れ込みは汚染を引き起こしかねない。液体化学製品、例えば油類、原油、精製石 油製品、ガソリン、灯油、有機溶剤の如きもの及びこの種の他のものの貯蔵及び パイプ輸送中の漏れの検出が必要とされている。更に、電気装置へ漏れ込むかも しれない水を検出するための装置が望ましい。

検出する一つの方法は、１対の導体を導体の電線の間の、化学薬品の浸透を許す 絶縁材を使って地下の油又は化学薬品パイプラインに沿って走らせることであっ た。パイプがらの漏れによって、化学薬品は絶縁材の中に入り、導体間の電気特 性を変化させる。時間領域反射測定（ｔｉｍｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｒｅｆｌｅｃ− ｔｏｍｅｔｒｙ、　ＴＤＲ）パルス反射電子手段を利用することによって、電気 パルスが導体に送られ、パルスの反射波が観測される。

絶縁材の比誘電率の変化に起因するケーブルの特性インピーダンスのいずれの変 化も記録され、そして位置が決定される。

炭化水素製品や他の化学製品の多数の漏ればかりでなく水の漏れをも、長距離に わたって正確に且つ絶え間なく検出しそして位置を示す装置が必要とされている 。回路を短絡することなしに１本のケーブル構成体でもってそのような炭化水素 や化学薬品及び／又は水を検出してその位置を示し、かくして多数の漏れの検出 と位置を突止めることとを可能にする必要がある。

発明の要約 この発明の装置は、回路導体間の絶縁材の誘電性の変化により引き起こされる回 路の特性インピーダンスの変化を検出することによって作動する。

一つの態様においては、ケーブル集成体は−っの回路を使用し、そして水又は水 溶液の漏れを検出するために利用される。第二の態様では、二つの回路を使用し 、一つは不導電性の液体化学薬品の検出用であって、そして一つは水及び水溶液 の検出用であるっ回路は、接触及び漏れの感知が回路の継続動作、あるいは二つ の回路の態様の場合には両方の回路の動作に影響を及ぼすことがないように配列 される。

この発明の一つの検出装置は、互いに実質上平行に配列される２−１第二及び第 三の電気導体を含んでなり、一つのそのような導体は、コアあるいは一次導体を 含んでなり、そしてそれは、炭化水素又は有機溶剤のような不導電性化学薬品に 対して浸透性である第一の浸透性絶縁材によって第二の流体浸透性導体構成体、 好ましくは編組導体から隔離される。

第−及び第二の導体の組は、本発明のケーブル構成体の一つの回路を構成する。

第二の導体は、２層の絶縁材により第三の流体浸透性の導体構成体から隔離され る。２層の絶縁材のうちの一方は、化学薬品、詳しく言えば炭化水素製品に対し て浸透性であるが、液体の水性製品に対しては不浸透性である。この絶縁材は、 好ましくは疎水性の微孔質材料である。

他方の絶縁層は、水及び化学薬品の両方をそれを通して浸透させる。第三の導体 は、流体浸透性の導体構成体である。最後の絶縁材料が、そのほかの層の全部を 覆う。

運転時には、全層を通って第−又は−次導体に至る液体化学製品、詳しく言えば 炭化水素製品の浸透が第一の浸透性絶縁材の誘電性を変化させ、こうして、第二 の回路の動作に不利な影響を及ぼすことなく第一の回路の特性インピーダンスを 変化させる。同じように、他方のものを構成する浸透性材料に水が入り込むき、 第三の絶縁材が第二及び第三の導体間の絶縁材の誘電性を変化させる。結果とし て、特性インピーダンスの変化が漏れの検出とその位置を示すのとを可能にする 。

もう一つの態様では、水と、水性の酸性又はアルカリ性溶液のような水溶液のみ を検出し、二つの導体のみが存在する。

一方は、コア又は−次導体である。他方は、流体浸透性の導体構成体である。二 つは、液体の水に対して不浸透性であるが液体の化学製品に対しては浸透性であ る絶縁材によって分離される。好ましくは、それは疎水性の微孔質絶縁材である 。

この疎水性絶縁材の隣りには、液体の水に対して浸透性である絶縁材の層がある 。全部の層の周りに、最後の絶縁層がある。

発明の詳細な説明 この発明は、時間領域反射測定パルス反射率を利用して化学製品、殊に炭化水素 製品、又は水の漏れを検出する。回路の二つの導体間の絶縁材の比誘電率の変化 に由来するケーブルの特性インピーダンスの変化を使用して、漏れを発見して位 置を突止める。図面を参照すれば、第１図は本発明の第一の態様を例示する部分 断面斜視図である。第２図は、本発明の第二の態様を示す。第１図では、中実の 銅線、又はめっきされた線、又はより線であることのできる第一のコア又は−次 導体１が、浸透性の絶縁材２で取り囲まれている。「浸透性の」とは、ここでは 、絶縁材が有機溶剤、油及び石油製品のような液体化学製品に対して浸透性であ ることを意味する。

例えば、絶縁材２は、ポリエチレン又はポリプロピレンのようなポリオレフィン の層であることができ、あるいは多孔質のポリテトラフルオロエチレンであるこ とができる。好ましくは、絶縁材２は延伸された微孔質のポリテトラフルオロエ チレンＣ１ＥＰＴＦＥ）である。この材料は、米国特許第３９５３５６６号明細 書に記載される。この材料は、その多孔度を気孔の数を変えることにより製造中 に制御することができ、かくして特定の最終用途で望まれるままに様々な多孔度 の材料を使用するのを可能にするので好ましい。例えば、それは導体１の周囲に テープの形で巻きつけることができ、あるいは導体１の電線の上へ押出すことが できる。好ましい絶縁材のＥＰＴＦＥの場合、それは多孔質の焼結テープとして 又は、ＰＴＦε樹脂を電線上へペースト押出しし、そしてそれを延伸及び焼結し て必要な多孔度及び機械的強度を達成することによって適用される。

この発明のケーブルの第二の導体３は、流体浸透性であり、従って液体化学薬品 、特に炭化水素の通過を許す。それは好ましくは、編組みされた導電性金属の構 成体から作られる。

この構成体は、銅線の編組みされた東、銅線及び上で説明したＥＰＴＦＢのよう な多孔質材料の編組みされた東、又は浸透性を与えるように孔のあけられている 導電性金属の層で構成することができる。好ましくは、この構成体は銅線及びＥ ＰＴＦＥのストランドの編組みされた束から作られる。

第一の導体１及び第二の導体２は、本発明のこのケーブル構成体の第一の回路を 構成する。

第二の導体２を取囲んで、絶縁材の第二の層４が存在する。

この絶縁材層は、上述の化学薬品に対して浸透性であって、且つまた疎水性であ り、すなわちそれは液体の水の通過を許さない。従って、この絶縁性の層はその 浸透性が選択的でなければならない。このような材料は、ポリエチレン又はポリ プロピレンのような微孔質のポリオレフィンでよい。しかしながら好ましくは、 この層は絶縁層２について説明したのと同じＥＰＴＦＥであろう。

絶縁材５のもう一つの層が層４に適用される。その目的は、化学薬品を導体１ま で通過させるように浸透性にすることで導体６の間の誘電性に変化をもたらすよ うに液体の水を浸透させる。絶縁材５は、ポリエステル又はポリテトラフルオロ エチレンの編組又は織物のような任意の多孔質の、液体の水の浸透する材料でよ い。好ましくは、それはポリエステルの編組構成体である。

導体６は導体３と一緒に、本発明のこのケーブル構成体の第二の回路を構成する 。それは、導体３について説明された材料のうちのいずれであってもよいが、好 ましくは導体３の好ましい材料と同じである。

最後に、絶縁材７の保護上層を用意する。それは浸透性の、すなわぢ化学薬品、 殊に炭化水素、及び水に対して浸透性である、ポリエチレン又はポリエステルの ような材料であって、織って作ることができるが、好ましくは、多孔度及び水の 浸透性を助けるために組まれ又は編まれる。

別に述べるならば、この発明は、一つの態様において、・おのおのが互いに実質 上平行の関係にある第一、第二及び第三の電気導体であって、第一の導体は一次 又はコア導体であり、第二及び第三の導体は液体の化学製品、特に炭化水素製品 の通過を許すように流体浸透性である構成を有するもの、 ・第−及び第二の導体の間に位置し、上記の液体化学製品の通過を許すのに十分 浸透性である第一の絶縁層、・第二の導体に隣接し且つそれを覆う、液体化学製 品特に炭化水素製品又は有機溶剤の通過を許すのに十分浸透性であ第二の絶縁層 、 ・第二の絶縁層と第三の導体との間に配置された、液体化学製品特に炭化水素製 品の通過を許すのに十分浸透性であって、且つ水浸透性である第三の絶縁材層、 ・液体の化学薬品及び水の通過を許すのに十分浸透性である。

先に説明したように、炭化水素製品又は他の化学薬品の液体は、ケーブルの全部 の層を通ってしみ込むことができ、そして絶縁材２へ浸透する。この結果、絶縁 材２の比誘電率が変化し、そして第一の回路の特性インピーダンスが関連して変 化する。これに反して水は、ケーブルの外側の方の層７゜６及び５に浸透して、 疎水性絶縁層４に達したところでその浸透をやめる。結果として、導体３と導体 ６の間の領域の比誘電率が変り、水の漏れの電子工学的検出と位置を示すのとを 可能にする。これは、導体３と導体６との間の回路を短絡することなしに果され 、そしてシステムがケーブルの端から端までに沿って多数の漏れを検出してその 位置を示すのを可能にする。

次に、本発明のもう一つの態様を示す第２図を参照すれば、第一の一次コア導体 １は疎水性の微孔質絶縁材４で取り囲まれる。絶縁材５が絶縁材４を取り囲む。

流体浸透性の導体構成体６が絶縁材５を取り囲み、そして保護絶縁材７が導体構 成体６を取り囲む。構成要素１，４，５．６及び７は、第１図の構成要素１，４ ，５．６及び７と同じ材料で作られる。

この構成体は、液体及び水溶液の漏れを検出してその位置を示すために一般に使 用される。

この発明のケーブルの特徴は、同一ケーブルが化学薬品及び／又は水の多数の漏 れを同一ケーブル内の同時動作回路を通して検出しそしてそれらの位置を示すの を可能にするため独特である。使用時には、地下のパイプライン又は貯蔵タンク 、地上のパイプライン又は貯蔵タンクに沿ってか、あるいは二重壁のパイプ又は タンクのすき間の空間内に、この発明のケーブルを敷設することによって検出が 可能にされる。通常は湿気の形の水の蒸気は、気体の比誘電率が小さ過ぎ（通常 １．０３Ｅｒ未満）、従って存在している場合に検出ケーブルに測定可能な作用 を及ぼさないので、ケーブル回路機構によっては検知されない。使用後、多くの 場合には、ケーブルは清浄にし、保管し、そして必要きされるように再使用する ことができる。

本発明の装置により感知することのできる代表的な不導電性化学製品には、不導 電性の溶剤例えばケトン類、芳香族有機化合物、アルコール類、塩素化炭化水素 、ターペンタインその他同様のものや、植物油例えばオリーブ油、大豆油、アマ ニ油その他同様のものや、不導電性の炭化水素製品例えば原油、ガソリン、灯油 、ディーゼル油その他同様のものが含まれる。代表的な水溶液及び混合物には、 塩溶液、酸性溶液及びアルカリ性溶液が含まれる。

本発明の一つの態様では、導体１はＡＷＧ　１６　（１９／２９）ニッケルめっ き銅線であった。絶縁材２は、上で説明したＥＰＴＦＥ製であった。構成体は、 直径約０．１３５インチであった。

第二の導体３は、ＡＷＧ　３８ニツケルめっき銅線編組のストランドの編組コン ビネーション（公称被覆範囲５０％）であった。

絶縁材４は、直ぐ上で述べたＥＰＴＰＥ製であった。

絶縁材５は、ポリエステルの編組糸であった。

導体６は、導体３と同じであった。

保護絶縁材７は、絶縁材５と同じ材料から作られる。

使用時には、水及び油の両方の検出はコネクタ間の絶縁材の誘電性の変化に基づ いて作動するので、本発明のケーブルへの化学薬品又は水の漏れ込みは、ケーブ ルに沿って他の領域における更に別の漏れの検出を妨げるようにシステムを無力 にせず、すなわちシステムを短絡しない。

Ｆｉｇ、　２ 国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．おのおのが互いに対して実質上平行の関係にある第一、第二及び第三の電気 導体であって、第一の導体がコア導体であり、第二及び第三の導体が液体の化学 薬品の通過を許す流体浸透性の構成を有するものと、第一及び第二の導体の間に 位置し、液体化学薬品の通過を許すのに十分浸透性である第一の絶縁層と、第二 の導体に隣接し且つそれを覆う、液体化学薬品の通過を許すのに十分浸透性であ って、液体の水に対して不浸透性であるように疎水性である第二の絶縁層と、第 二の絶縁層と第三の導体との間に配置された、液体化学薬品の通過を許すのに十 分浸透性であって、且つ水浸透性である第三の絶縁材層と、液体の化学薬品及び 水の通過を許すのに十分浸透性であって、ケーブルの外側部分を構成している保 護絶縁被覆とを含んでなる、液漏れを検出するためのセンサーケーブル。
2. ２．前記第一の導体が導電性金属を含んでなり、前記第二及び第三の導体が電気 伝導性金属の電線を含有する編組を含んでなる、請求の範囲第１項記載のケーブ ル。
3. ３．前記編組が電線編組内の多孔性プラスチック材料のストランドと共に編まれ た電気伝導性金属の電線から構成される、請求の範囲第２項記載のケーブル。
4. ４．前記第一及び第二の絶縁層が微孔質のプラスチックポリマーから構成される 、請求の範囲第１項記載のケーブル。
5. ５．前記微孔質のプラスチックポリマーが延伸されたポリテトラフルオロエチレ ンである、請求の範囲第４項記載のケーブル。
6. ６．前記第三の絶縁層及び前記保護絶縁被覆が熱可塑性材料を含んでなる、請求 の範囲第１項記載のケーブル。
7. ７．前記熱可塑性材料がポリエステルネットである、請求の範囲第６項記載のケ ーブル。
8. ８．（ａ）前記第一の導体がより線の又はめっきされた導電性金属であり、そし て前記第二及び第三の導体が電気伝導性金属の電線を含有してなる編組を含み、 （ｂ）前記第一及び第二の絶縁層が微孔質のプラスチックポリマーから構成され 、（ｃ）前記第三の絶縁層及び前記保護絶縁被覆が熱可塑性材料を含んでなる、 請求の範囲第１項記載のケーブル。
9. ９．前記編組が多孔質のプラスチック材料のストランドと共に編まれた電気伝導 性金属の電線から構成され、前記微孔質のプラスチックポリマーが延伸ポリテト ラフルオロエチレンである、請求の範囲第８項記載のケーブル。
10. １０．それぞれが互いに対して実質上平行の関係にある第一及び第二の電気導体 であって、第一の導体がコア導体であり、第二の導体が液体の化学薬品の通過を 許すのに十分浸透性である構成を有するものと、第一の導体に隣接し、液体化学 薬品の通過を許すのに十分浸透性であって、液体の水に対して不浸透性であるよ うに疎水性である第一の絶縁層と、第一の絶縁層と第二の導体との間に配置され た、水の吸収材である第二の絶縁材層と、水の通過を許すのに十分浸透性であっ て、ケーブルの外側部分を構成している保護絶縁被覆とを含んでなる、液漏れを 検出するためのセンサーケーブル。
11. １１．前記第一の導体が導電性金属を含んでなり、前記第二の導体が電気伝導性 金属の電線を含有する編組を含んでなる、請求の範囲第１０項記載のケーブル。
12. １２．前記編組が多孔性プラスチック材料のストランドと共に編まれた電気伝導 性金属の電線から構成される、請求の範囲第１１項記載のケーブル。
13. １３．前記第一の絶縁層が微孔質のプラスチックポリマーから構成される、請求 の範囲第１０項記載のケーブル。
14. １４．前記微孔質のプラスチックポリマーが延伸ポリテトラフルオロエチレンで ある、請求の範囲第１３項記載のケーブル。