JPH04148835A - ガス漏れ検出器 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ガス絶縁電力機器などのタンクのガス漏れを
検出するガス漏れ検出器に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明のガス漏れ検出器は、タンク内ガス圧を測定する
圧力センサと、タンク内ガス中に送信用及び受信用超音
波センサを並べて設けてガス中超音波伝搬速度を測定す
る超音波伝搬速度測定部と、この測定部で測定した超音
波伝搬速度と圧力センサで測定したガス圧からガス漏れ
を検出するガス漏れ検出部とからなり、タンク内ガス温
度のばらつきの影響を受けることなくガス漏れを検出し
うるようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 従来、ガス漏れ検出器は第６図に示すように、ガス漏れ
を検出しようとした例えば、ガス絶縁電力機器のタンク
１内ガス圧をバルブ２を介して圧力センサ】１により検
出すると共にガス温度をタンク１の壁に設けた温度セン
サ３１により検出し、ガス漏れ検出部３２において圧力
変化を測定ガス温度を用いて補正し、ガス漏れを検出す
るようにしている。

Ｄ８発明が解決しようとした課題 前述のように、従来ガス漏れ検出器は温度変化によるガ
ス圧補正を機器のタンク壁に取り付けた温度センサによ
り行っているので、温度センサの取イ′Ｎｊ位置により
ガス温度との差がばらつくためガス漏れ検出精度が低下
する。また、ガス圧力を温度による変化の補正をしてい
るだけで、ガス密度を計っているわけではないので、機
器タンク内のガスがゲージ圧ＯＫ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ
　２になっているとき、空気と置換されているかは判定
することができない。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的としたところは、高精
度でガス漏れを検出しうると共に機器タンク内ガス圧が
空気に置換されたことも判断しうるガス漏れ検出器を提
供することにある。

Ｅ５課題を解決するための手段 」−記目的を達成するために、本発明におけるガス漏れ
検出器は、タンク内ガス圧を測定する圧力センサと、タ
ンク内ガス中に送信用及び受信用超音波センサを並べて
設けてガス中超音波伝搬速度を測定する超音波伝搬速度
測定部と、この測定部で測定した超音波伝搬速度と圧力
センサで測定したガス圧からガス漏れを検出するガス漏
れ検出部とからなるものである。

Ｆ１作用 圧力センサによりタンク内カス圧Ｐｏを測定する。

超音波伝搬速度は、例えばシングアランド法を用いる。

発信用超音波センサから超音波パルスを発信（第５図の
ａ）するとタンク内壁面で反射され受信用超音波センサ
で受信される。受信波（第５図の１つ）か検出されたら
その信号を波形整形（第５図のＣ）してその立ち」二か
りてパルス発信回路をトリガーしてすぐ発信用超音波セ
ンサから超音波パルスを発射する。この繰り返し動作の
周波数（シングアランド周波数）を正確に求めれば超音
波が往復して伝播することによりガスの流れの影響が相
殺され、正確にガス中の超音波伝搬速度Ｖｏが測定でき
る。

（ａ）ガス密度ρ一定で平均ガス温度Ｔ（ＩＯが変化す
ると、超音波伝搬速度ＶＣｍ／ｓ〕は、第２図に示すよ
うに、 ７句に、Ｔ＋Ａ、　　（Ｋ、、Ａ、は定数）一般に音速
Ｖは、■−Ｆ酉びτ に：比熱比 ｇ：重力加速度（９，８ｍ／５２） Ｒ：気体定数 Ｔ：絶対温度［Ｋ］ である。しかし、使用条件の２３３　　［：に、］　＜
Ｔ＜３７３［ＩＯでは、Ｖ■Ｔと近似できる。

しかして、ガス中伝播速度ＶＯから平均ガス温度Ｔ、を
求めることかできる。（第２図）（ｂ）カス密度１体積
一定では、第３図に示すように圧力［ｋｇｆ／ｃｍ２〕
は温度Ｔ　ｌ：Ｋ］に比例する。

Ｐ＝に２Ｔ　　　　　（Ｋ、、は定数）しかして、ガス
圧力Ｐｏから温度Ｔ２を求めることができる。（第３図
） ガス漏れが起きている時は、密度が下がり、超音波伝搬
速度は速くなる（第４図）ので、温度Ｔ、は増加する。

又、圧力Ｐａが低くなると温度Ｔ２は減少する。（第３
図） これにより、温度Ｔ１とＴ２の温度差δ（ＩＴＴ２＋−
δ）としたと、カスルｉれが無い時、δｉ−Ｑであるの
か、ガス漏れか起きるとδは大きくなる。

しかして、ガス漏れ検出部は、ガス圧センサで測定した
ガス圧力Ｐａ及び超音波伝搬速度測定部で測定したガス
中超音波伝播速度Ｖｏを用いてタンクのガス漏れを検出
することができる。

また、ガス中の超音波伝播速度はガスの種類により異な
るので、ガス空気置換判定部は超音波伝搬速度測定部で
測定した伝搬速度の変化を検出することによりガス空気
の置換の判定する。

Ｇ、実施例 第１図は本発明のガス漏れ検出器のブロック回路図を示
す。なお、従来第６図に示したものと同一構成部分は、
同一符号を付してその重複する説明を省略する。

第１図において、３はガス絶縁電力機器のタンク１内に
ガス熱対流が流れるように従方向に設けられた超音波拡
散防止用円筒、１２は円筒３内の下部に」二向きに設け
られた発信用超音波センサ、１３は発信用超音波センサ
１２と並べて設けられた受信用超音波センサ、１４は受
信用超音波センサ１３の受信波形を整形する受信波波形
整形回路、１５は波形整形回路の整形波の立ち−にかり
てトリガされ発信用超音波センサＪ２に超音波パルスを
出力するパルス発信回路、１６は波形整形回路で整形さ
れたシングアランド周波数の信号からガス中の超音波伝
搬速度Ｖ○を求める伝播速度演算手段で、１２〜１６に
より超音波伝搬速度測定部１７が構成されている。

１８は演算手段１６で求めた伝搬速度■０から関係式Ｖ
＝に、Ｔ＋Ａ、を用いて平均ガス温度Ｔ（第２図（ａ）
）を求める平均ガス温度演算手段、１９は圧力センサ１
１で測定したガス圧力Ｐｏから関係式Ｐ＝に２Ｔを用い
て平均ガス温度Ｔ２（第２図（ｂ））を求めるガス温度
演算手段、２０は演算手段１８．１９で求めた平均温度
ＴＩ＋　Ｔ２の温度差を求め、温度差が所定値を越える
とガス漏れ信号を出力する温度差演算部で、１８〜２０
によりガス漏れ検出部２１が構成されている。

２２は演算手段１６で求めた伝搬速度Ｖｏの変化を監視
してＶｏが変化したときタンク１内のガスが空気に置換
されていることを判定する信号を出力するガス空気置換
判定部である。

」−記１６〜２２はＣＰＵを用いたデジタル処理装置を
用いて構成されている。

■１発明の効果 本発明は、」一連のとおり構成されているので、次に記
載する効果を奏する。

（１）圧力センサで測定したガス圧力と、送信用及び受
信用センサを並べて設けてガスの流れに影響されること
なく４１１定したガス中超音波伝搬速度を用いてガス漏
れを検出しているので、従来圧力センサで測定したガス
圧力と温度センサで測定したタンク又はガスの一部の温
度を用いてガス漏れを検出したもののようにばらつきが
なく高精度でガス漏れを検出することができる。

（２）請求項（２）のものでは、ガス空気置換を判定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック回路図、第２図
及び第４図はガス温度と超音波伝搬速度の関係を示す線
図、第３図はガス温度とガス圧力とｌ」 の関係を示す線図、第５図は超音波伝搬速度測定部の各
部波形図、第６図は従来ガス漏れ検出器を示すブロック
回路図である。 ■・・・タンク、３・・・円筒、１１・・・圧力センサ
、１２・・・発信用超音波センサ、１３・・・受信用超
音波センサ、１４・・波形整形回路、１５・・・パルス
発信回路、１６・・・伝播速度演算手段、１７・・・超
音波伝搬速度測定部、１８．１９・・・平均ガス温度演
算手段、２０・・・温度差演算部、２１．．３２・・・
ガス漏れ検出部、２２・・・ガス空気置換判定部、３１
・・・温度センサ。 〉 ■本例４に触酌〉 ミに出校 〇−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンク内ガス圧を測定する圧力センサと、タンク
   内ガス中に送信用及び受信用超音波センサを並べて設け
   てガス中超音波伝搬速度を測定する超音波伝搬速度測定
   部と、この測定部で測定した超音波伝搬速度と圧力セン
   サで測定したガス圧からガス漏れを検出するガス漏れ検
   出部とからなることを特徴としたガス漏れ検出器。
2. （２）超音波伝搬速度測定部で測定した伝搬速度の変化
   を検出しガス空気置換を判定するガス空気置換判定部を
   備えてなることを特徴とした請求項（１）記載のガス漏
   れ検出器。