JPH0412204A

JPH0412204A - 配管の損傷点を検出する方法

Info

Publication number: JPH0412204A
Application number: JP2111679A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ota; 順一太田; Toshinori Wakami; 若見　俊則; Hiroo Kashimoto; 樫本　廣男; Teruo Fujii; 輝夫藤井
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1990-05-01
Publication date: 1992-01-16

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、物質を輸送する内管と該内管を保護する外管
とから構成される二重管からなる配管の腐食等による損
傷点を検出する方法に関する。

〈従来の技術〉従来、配管の損傷点を検出する方法としては、光ファイ
バケーブルなどの配管内に適当なガスを導入し、そのリ
ークを検出したり、配管の出入口の圧力の時間変化を検
出したりすることにより、損傷点及びその大きさなどを
求める方法が知られている（福富秀雄著；光ファイバケ
ーブル、オーム社発行）。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、前述した方法では、配管が地下に埋設さ
れている場合などにはリークしたガスが拡散してしまっ
て検出精度が著しく低下するという問題がある。また、
配管内へのガスの導入自体が好ましくない場合には検出
できないという問題があり、特に内管により物質を輸送
している場合には内管の損傷点を検出するのは不可能で
あった。

本発明はこのような事情に鑑み、物質を輸送する内管と
該内管を保護する外管とから構成される配管の損傷点を
検出する方法を提供することを目的とする。

＜Ｓ題を解決するための手段〉前記目的を達成する本発明に係る配管の損傷点を検出す
る方法は、物質を輸送する内管と該内管を保護する外管
とから構成される配管の損傷点を検出する方法において
、上記内管と上記外管との間の空隙にその長手方向に亘
って温度検出手段のセンサ部を配設し、この温度検出手
段による温度分布の変化がら上記内管若しくは上記外管
の損傷部がら上記空隙内に流入する物質による温度変化
を測定し、上記損傷部の位置を検出することを特徴とす
る。

〈作　　　用〉内管若しくは外管に損傷部が生じると、内管を輸送され
る物質あるいは外管の外から水や空気が空隙内に流入す
る。このように損傷部から空隙内に新たな物質が流入す
ると温度変化が生じる。

したがって、温度検出手段により空隙内の長手方向に亘
っての温度分布をモニターしていれば、新たな物質の流
入による温度変化が生じた場所を求めることができ、こ
れにより損傷点を検出することができる。

く実　施　例〉以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図ｆａｌｉｂ）には、本発明方法を実施する地域冷
暖房設備の冷温水供給用地中埋設管の一例の横断面及び
縦断面を示す。両図に示すように、供給用の温水又は冷
水を通すための内管１は、保護のための外管２内に収納
された状態で地中に埋設されるようになっている。

そして、内管１の外周面には断熱材３が施されＣおり、
この断面材３と外管２との間の空隙である空間部４には
光ファイバケーブル５が布設されている。

この光フｒイバケーブル５ζよ通常の通信用光ファイバ
ケーブルであり、本実施例の温度検出手段のセンサ部と
なっている。っま秒４゜本実施例の温度検出手段は、光
ファイバケーブル５の一端からパルス光を入射すると共
にその入射端から出射する後方散乱光のうちラマン散乱
によるス）・−クス光若しくはアンナス１−−−クス光
の強度信号を測定することにより、該光ファイバケーブ
ル５の長手方向に亘っての）温度分布を測定するもので
ある。

上述した埋設管の内管１に渇水を供給している場合には
その径方向の温度分布は第２図に示ずようになり、内管
１内がｔ、で一番高く、外管２の外側がｔ２で一番低く
なっている。そして、光ファイバケーブル５により測定
される長手方向の温度分布は、ｔｌとｔ２との間の温度
ということになる。なお、光フ７・イバケーブル５によ
り検知しようとするのは内管１の損傷による温水若しく
は冷水の漏れ、又は外管２の損傷による外部からの水漏
れ等が多いので、光ファイバケーブル５の布設位置が下
側になるように埋設するのが望ましい。

上述した配管において、例えばＡ地点における外管２に
損傷が生じて外部から漏水が生じた場合の光ファイバケ
ーブル５による温度分布の測定例を第３図Ｆａｌ、（ｂ
ｌに示す。なお、図中、ａ１〜ａ４．　ｂ、〜ｂ４ば経
過時間による温度分布の変化を示す。

第３図（ａ）は配管が水平に埋設されている場合である
が、この場合には損傷点における温度低下が一番大きい
と考えられる。したがって、温度分布８１〜ａ４の経時
変化によす、温度が一番低過した地点を求めると、損傷
点（Ａ地点）を検知することができる。

また、第３図（ｂｌは配管が勾配をつけて埋設されてい
る場合であるが、この場合には漏水の広がりは一方向と
なり、損傷点における温度勾配が一番大きいと考えられ
る。したがって、各温度分布ｂ１〜ｂ４の温度勾配が一
番大きな地点を求めると、損傷点（Ａ地点）を検知する
ことができる。

一方、上述した配管の例えばＢ地点における内管１に損
傷が生じた場合には、第３図（ａ）。

（ｂ）とは逆に温度が上昇するが、その変化状況は同じ
であるので、同様にして損傷点（Ｂ地点）を求めること
ができる。

ところで、このような温度変化の度合は、空間部４の保
有熱量と侵入する水の量若しくは漏洩する温水の量とに
よって異なる。したがって、極く少量の水の浸入又は漏
水の場合には第３図（ａｌ、（ｂ）のように温度変化が
顕著ではなくなり、誤差の問題もあるので、損傷点の特
定が困難な場合がある。

しかし、上述した設備では、内管１にはコントロールさ
れた温度の冷水若しくは温水が流れており、一方、配管
は地中に埋設されているため外管２の周囲温度も安定し
ているので、次のような方法により冷水若しくは温水の
漏れが微量な場合の損傷点を検出することができる。

第４図ｔａｇ、　（ｂｌには微小な損傷点を検出したと
きの温度分布を示す。第４図（ａｌは温度分布の経時変
化とその平均湿度を示したものであり、第４図（ｂｌは
各測定時間における温度分布と平均湿度との差を各地点
毎に求め、この差の数回分の和を示したものである。

微量な水の浸入等があると温度分布に乱れが生ずるが、
この乱れを平均温度との差により測定し、これを数回測
定して加算した場合には、平均温度との差が一方向に片
寄って大きくなる。そして、その差が一番大きいところ
を損傷点とすることができる。なお、損傷がない場合の
誤差による温度分布の乱れは、数回分加算すると平均温
度に近いところでほぼ均一な分布を示すことになる。

次に、渇水配管への浸水の具体的な測定例を示す。

第１図に示す構造で長さ１５ｍの温水配管を０．５°傾
斜させて配置し、内管１に８０℃の温水を３０１／分で
輸送している。二重管の空間部５内に収納されている温
度測定用の光ファイバケーブル５としてはコア径５０μ
ｍ１比屈折率差１％の一般通信用グレーデッドインデッ
クス型光ファイバを用い、配管の底部に位置するように
収納されている。

そして、光ファイバケーブル５に波長９００岨、全幅５
０ｎｓのパルス光を一端（図中左側）から入射し、その
入射端から出射する後方散乱光のうちラマン散乱による
ストークス光及びアンチストークス光を２　ｎ５ｅｅ毎
に２１６回サンプリングする乙とにより、温度を測定し
た。

第５図にはその測定結果を示す。図中、実線は浸水のな
い定常状態の温度分布を示しており、配管内の空間部４
は、内管１中に輸送されている温水のために外気より約
１５℃高い温度を示している。また破線は配管の図中左
側の入口から８ｍの位置に設けたポートより１６℃の水
を０．５１７分の速度で流入したときの温度分布を示す
が、浸入箇所において温度低下の勾配が大きいことが認
められた。

すなわち、このように空間部４の温度を測定することに
より、損傷点の検出ができる乙とが確認された。

なお、上記実施例では温度検出手段として、光ファイバ
ケーブル５を設け、そのラマン散乱の温度変化を検出す
るようにしたが、例えば空間部４内の長手方向に亘って
適当な間隔をおいて熱電対などを配置して温度分布を測
定するようにしてもよい。しかし、光ファイバのラマン
散乱を用いる方法は簡便であり、長手方向に亘って−様
な温度分布が検出できるという利点を有しており、また
、例えば内管１内に可燃性物質を搬送している場合にお
いても爆発等の危険もなく安全なものである。

また＼光ファイバのラマン散乱を用し）る他、特定物質
を添加した光ファイバを用いてその特定物質による吸収
の温度変化を検出する光フアイバ温度センサを用いるこ
とができるのは言うまでもない。

さらに、上記実施例では、地域冷暖房設備の冷温水供給
用地中埋設管の例を示したが、本実施例に限定されるも
のでないことは言うまでもない。しかし、一定温度、特
に常温より低温若しくは高温の物質、例えば蒸気、渇水
、低温液化ガスなどを搬送する内管と、これを保護する
外管とからなる配管の損傷点を検出するのに特に有効で
ある。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、物質を輸送する
内管と該内管を保護する外管との間の空隙の温度分布を
測定することにより上記内管若しくは上記外管に損傷部
が生じたのを検出することができ、特に、内管により蒸
気や温水、低温液化ガスなどのように常温と異なる温度
を有する物質を輸送している場合に有効である。

また、特に可燃物を輸送している場合には爆発等を防ぐ
ために、温度検出手段として光ファイバのラマン散乱を
利用する方式を用いるのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂ）は本発明方法を適用した冷温水
供給用地中埋設管の横断面図及び縦断面図、第２図はそ
の径方向の温度分布図、第３図（ａｌ、（ｂ）は外管に
損傷部が生じた場合の温度分布を示すグラフ、第４図（
ａｌ、（ｂｌは微小な損傷点の検出例を示すグラフ、第
５図は温水配管における浸水の検出例を示すグラフであ
る。図面中、１は内管、２は外管、３は断熱材、＝１１４は空間部、５は光ファイバケーブルである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物質を輸送する内管と該内管を保護する外管とか
ら構成される配管の損傷点を検出する方法において、上記内管と上記外管との間の空隙にその長手方向に亘っ
て温度検出手段のセンサ部を配設し、この温度検出手段
による温度分布の変化から上記内管若しくは上記外管の
損傷部から上記空隙内に流入する物質による温度変化を
測定し、上記損傷部の位置を検出することを特徴とする
配管の損傷点を検出する方法。
（２）請求項１において、内管により輸送される物質が
、常温より高温又は低温である配管の損傷点を検出する
方法。
（３）請求項１又は２において、温度検出手段のセンサ
部が光ファイバケーブルであり、該光ファイバケーブル
の一端よりパルス光を入射すると共に該入射端から出射
する後方散乱光のうちラマン散乱によるストークス光若
しくはアンチストークス光の強度信号を測定し、該強度
信号の波形により温度分布を求める配管の損傷点を検出
する方法。