JPH06258296A - 配管の詰まり診断方法および診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 叩打力を一定にすることなく、簡便かつ単純
な回路および装置により、熟練などを必要とすることな
く、配管の詰まりを正確かつ容易に診断することができ
る配管の詰まり診断方法および診断装置を提供するこ
と。 【構成】 配管２を外部から叩打する手動ハンマー６
と、叩打により生じた配管２からの振動を検出するセン
サ１４と、検出された振動のピーク値を検出するピーク
検出回路２６と、検出された振動波形の平均値を算出す
る平均値算出回路２８と、上記ピーク値を上記平均値で
除した値が、所定の数値範囲内に入るかを判断する演算
判定回路３２と、この演算判定手段で判断された情報を
表示する表示する表示装置３４とを有する。センサとし
ては、加速度センサあるいは集音センサなどが用いられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば化学プラント
用配管あるいは建築用配管などの配管の詰まりを診断す
る方法および診断装置に係り、さらに詳しくは、小型か
つ簡便な装置により精度良く配管の詰まりを診断するこ
とができる診断方法および診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学プラント用配管や建築用配管などに
おいて配管の詰まりを起こすと、流量が減少したり電熱
効率が低下するなどの不都合を有する。特に化学プラン
ト用配管などにおいては、配管の詰まりを放置すること
は、重大な被害が発生するおそれがある。

【０００３】そこで、配管の詰まりを早期に発見するこ
とが重要である。配管の詰まりを診断する方法として、
配管の外周を叩出して聴感により判断したり、あるいは
配管の接合部を外したり、切断したりして内部を目視に
より覗く方法、または非破壊診断方法として、超音波、
渦電流、Ｘ線等の放射線などを用いて診断する方法があ
る。

【０００４】しかしながら、上記の目視による方法で
は、配管内部を覗くために、配管を含むシステム全体を
一時停止する必要があり、配管の取り外しや切断操作な
どに手間がかかると共に、診断に要するコストが多大に
なると言う問題点を有している。また、超音波などを用
いて非破壊式に診断を行なう方法では、診断装置の操作
が難しく、専門的な技術や経験が必要であり、診断に時
間がかかるなどの問題点を有する。

【０００５】そこで、たとえば特開昭６１−２９５５３
号公報に示すように、配管を外部から叩打し、その反響
音を周波数スペクトルに変換し、その周波数スペクトル
の分布と、基準周波数スペクトルとを比較し、配管の詰
まりを診断する方法が提案されている。この方法では、
診断の操作が容易であり、配管を取り外すことなく診断
することができるという利点を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報に開示してある方法では、配管を外部から叩打するた
めの叩打器の打撃力を一定にしなければならないという
課題を有している。すなわち、この公報に開示してある
技術では、叩打力が一定でないと、正確に配管の詰まり
を診断することができないおそれがある。なぜなら、基
準周波数スペクトルは、詰まりのない正常状態の配管を
叩打した周波数スペクトルであり、この周波数スペクト
ルを基準として、詰まりが生じている配管の周波数スペ
クトルを比較判断する場合には、叩打力が一定であると
いう条件が必要だからである。

【０００７】また、その他の配管の詰まりを診断する方
法として、特開昭６２−１９７５６号公報に示すよう
に、配管を外部から叩打し、その反響音の減衰率を計測
し、その減衰率と、基準減衰率とを比較し、配管の詰ま
りを診断する方法が提案されている。

【０００８】しかしながら、この公報に開示してある方
法でも、上述した従来技術と同様に、正確な診断を行な
うためには、配管を外部から叩打するための叩打器の打
撃力を一定にしなければならないという課題を有してい
る。また、この公報に開示してある技術では、減衰率を
比較するために、叩打器による叩打瞬間の音を検出しな
いように、遅延回路などを用いて叩打瞬間の叩打音を除
去している。そのため、回路構成が複雑になるなどの課
題も有している。

【０００９】さらに、特開昭６１−２９２５５４号公報
に示すように、配管の詰まり診断ではないが、タイルな
どの仕上げ面の剥離を診断する方法として、仕上げ面を
外部から叩打し、その叩打による反発加速度を、基準反
発加速度と比較することにより、仕上げ面の剥離を診断
する方法も提案されている。

【００１０】しかしながら、この方法でも、上述した従
来技術と同様に、正確な診断を行なうためには、仕上面
を外部から叩打するための叩打器の打撃力を一定にしな
ければならないという課題を有している。

【００１１】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、叩打力を一定にすることなく、簡便かつ単純な回路
および装置により、熟練などを必要とすることなく、配
管の詰まりを正確かつ容易に診断することができる配管
の詰まり診断方法および診断装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の配管の診断方法は、配管を外部から叩打す
る工程と、叩打により生じた配管からの振動を検出する
工程と、検出された振動のピーク値を検出する工程と、
検出された振動波形の平均値を算出する工程と、上記ピ
ーク値を上記平均値で除した値が、所定の数値範囲内に
入るかを判断し、所定の数値範囲内にあるか否かを表示
する工程とを有する。

【００１３】また、本発明の配管の診断装置は、配管を
外部から叩打する叩打手段と、叩打により生じた配管か
らの振動を検出するセンサ手段と、検出された振動のピ
ーク値を検出するピーク検出手段と、検出された振動波
形の平均値を算出する平均値算出手段と、上記ピーク値
を上記平均値で除した値が、所定の数値範囲内に入るか
を判断する演算判定手段と、この演算判定手段で判断さ
れた情報を表示する表示手段とを有する。上記センサ手
段としては、加速度センサあるいは集音センサなどが用
いられる。

【００１４】

【作用】本発明者等は、配管の詰まりを診断するための
効率的かつ簡便な手法について鋭意検討した結果、配管
を叩打した結果としての振動のピーク値を、振動波形の
平均値で除した値が、配管自体の条件が同じであれば、
叩打力の大きさによらずほぼ一定になることを見い出し
た。本発明は、このような新たな知見に基づき、振動の
ピーク値を振動波形の平均値で除した値が、所定の数値
範囲内に入るか否かで、配管に詰まりが生じているか否
かを判断している。

【００１５】すなわち、詰まりが生じていない配管を叩
打した場合の演算結果を予め求めておく。その演算結果
は、叩打力によらずほぼ一定である。そして、その演算
結果に対して所定の誤差範囲を加え、基準となる数値範
囲を求め、診断対象の配管の演算結果が、その数値範囲
に入るか否かで判断する。診断対象の配管の演算結果
が、その数値範囲内であれば、詰まりが生じていない配
管であると判断することができる。また、数値範囲外で
あれば、詰まりが生じている配管であると判断すること
ができる。本発明では、診断対象の配管の叩打力が一定
でなくとも、正確に配管の詰まりを診断することができ
る。

【００１６】また、本発明では、叩打手段による叩打瞬
間の音（振動）を排除することなく、叩打瞬間の音を含
んで上記演算を行うことが可能であり、その場合でも診
断の精度に影響せず、遅延回路などを必要とすることな
く、正確な診断が可能である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る配管の詰まり
診断方法および診断装置について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例に係る配管の詰ま
り診断装置のブロック図、図２は叩打手段の一例を示す
ハンマーの概略図、図３は図１に示す診断装置を用いて
演算判定する振動波形の例を示す概略図である。

【００１９】図１に示すように、本実施例では、配管２
を外部から叩打するための叩打手段として、手動ハンマ
ー４を有する。叩打手段としては、手動ハンマー４以外
に、電磁駆動あるいはモータ駆動などによる電気駆動式
の叩打手段あるいはエアー駆動あるいはバネ機構駆動な
どによる機械駆動式の叩打手段などを用いることもでき
る。

【００２０】本実施例の手動ハンマー４は、図２に示す
ように、叩打頭部６と把持部８とを有する。叩打頭部６
の一方の端部には、たとえばフッ素樹脂で構成された叩
打兼受信面１０が形成してある。叩打頭部６の他方の端
部には、補助接続端子１２が形成してある。

【００２１】本実施例では、手動ハンマー４の叩打頭部
６内にセンサ手段１４が内蔵してある。センサ手段１４
としては、配管２の叩打による振動加速度を検出する加
速度センサなどが用いられる。センサ手段１４で検出さ
れた検出信号は、把持部８の後端に形成された出力端子
１６から、図１に示す診断装置本体２０のアンプ２２に
送られるようになっている。

【００２２】なお、センサ手段としては、振動加速度セ
ンサに限定されず、集音センサなどの音波振動を検出す
るセンサを用いることもできる。集音センサを用いる場
合には、手動ハンマー４の叩打頭部６内に内蔵すること
なく、ハンマー４とは別個に、配管２の近傍に設置する
こともできる。また、ハンマー２の叩打頭部６に形成し
てある補助端子１２に対し内蔵のセンサ手段とは別個の
センサ手段を接続することもできる。

【００２３】次に、診断装置本体２０のブロック構成に
ついて説明する。診断装置本体２０は、センサ手段で検
出された振動加速度あるいは音波を増幅するアンプ２２
を有する。アンプ２２は、バンドパスフィルター（以下
ＢＰフィルターという）２４に接続してある。ＢＰフィ
ルター２４では、所定の周波数領域の信号のみを通過さ
せ、雑音を除去する。

【００２４】ＢＰフィルター２４は、ピーク検出手段２
６および平均値算出手段２８に接続してある。ピーク検
出手段２６では、センサ手段１４で検出された配管叩打
による振動加速度または音波に基づく、衝撃振動のピー
ク値を検出し、その値を演算判定手段３２のレジスタへ
送る。たとえばセンサ手段１４により検出された衝撃振
動の波形が、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すパターンである
場合には、Ｐ値がピーク値となる。なお、図３（Ａ）〜
（Ｂ）中、縦軸が検出信号の大きさであり、横軸が経過
時間ｔである。図３（Ａ）は、配管の詰まりがない正常
パイプに対して叩打を行なった場合にセンサ手段１４に
より検出される衝撃振動波形であり、図３（Ｂ）および
（Ｃ）は、配管に詰まりがある場合にセンサ手段１４に
より検出される衝撃振動波形である。

【００２５】平均値算出手段２８では、センサ手段１４
で検出された配管叩打による振動加速度または音波に基
づく、衝撃振動の平均値を算出し、その値を演算判定手
段３２のレジスタへ送る。たとえばセンサ手段１４によ
り検出された衝撃振動の波形が、図３（Ａ）〜（Ｃ）に
示すパターンである場合には、Ａ値が平均値となる。平
均値を具体的に求めるには、衝撃振動波形の絶対値を取
り、その波形を積分して総和を求め、その総和を微小時
間Δｔで割れば良い。微小時間Δｔは、衝撃振動が続く
時間に対して、１０％〜３０％の時間であり、たとえば
３ミリ〜３０ミリ秒が好ましい。

【００２６】演算判定手段３２には、定数設定手段３０
が接続してある。定数設定手段３０では、調節手段３６
で調節されて設定された定数Ｃが演算判定手段３２へ入
力するようになっている。演算判定手段３２では、ま
ず、ピーク検出手段２６で検出されたピーク値Ｐと、平
均値算出手段２８で算出された平均値Ａと、定数設定手
段３０で設定された定数Ｃを用いて、以下の数式Ｉの演
算を行なう。

【００２７】Ｐ／（Ａ×Ｃ） …… 数式Ｉ

【００２８】上記数式（Ｉ）において、定数Ｃは、目詰
まりのない正常な配管を叩打して演算判定手段３２で得
られた上記数式Ｉの演算値が１．０となるように、調節
手段３６を用いて定数設定手段３０により設定される。
すなわち、一度定数Ｃを設定すれば、同一種類の正常な
配管を、手動ハンマー４を用いて叩打すれば、演算判定
手段３２で演算される数式（Ｉ）の演算値は、叩打力に
よらず、ほぼ１．０となる。

【００２９】次に、演算判定手段３２では、上記数式
（Ｉ）で得られた演算結果が、以下の判定式（Ｉ）を満
足するか否かを判定する。

【００３０】 （１．０−ｘ）＜Ｐ／（Ａ×Ｃ）＜（１．０＋ｘ） …… 判定式Ｉ

【００３１】上記判定式（Ｉ）中、ｘは、測定誤差など
を考慮した数値であり、たとえば０．０５〜０．３好ま
しくは０．２程度である。すなわち、本実施例では、判
定式（Ｉ）の範囲内にある場合には、配管に詰まりなど
が生じない正常配管であると判別することができ、その
場合には、表示手段３４へ信号を送り、正常配管である
ことを示す表示を行なう。正常な配管であることを示す
表示としては、たとえば青色ランプ表示などが例示され
る。

【００３２】また、配管に詰まりなどが生じている場合
には、センサ手段１４で検出された配管叩打による振動
加速度または音波に基づく、衝撃振動の波形は、図３
（Ｂ）または（Ｃ）に示すようになり、演算判定手段３
２での上記数式（１）の演算値は、上記判定式（１）の
範囲外となる。その場合には、演算判定手段３２は、表
示手段３４へ信号を送り、詰まりなどが生じている異常
な配管であることを示す表示を行なう。異常な配管であ
ることを示す表示としては、たとえば赤色ランプ表示な
どが例示される。

【００３３】また、上記判定式（Ｉ）において、正常範
囲内であるが、境界部分に近い値である場合には、詰ま
りのおそれがあることを示す信号として、表示手段３４
により、黄色ランプを点灯させるように構成することも
できる。さらに、上記数式（Ｉ）の演算値自体を表示手
段３４で表示することも可能である。

【００３４】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば上記演算判定手段３２で行なう判
定式としては、上記判定式（Ｉ）と実質的に同じ次の判
定式（II）を用いることができる。

【００３５】 Ｃ×（１．０−ｘ）＜Ｐ／Ａ＜Ｃ×（１．０＋ｘ） …… 判定式II

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、診断対象の配管の叩打力が一定でなくとも、正確に
配管の詰まりを診断することができる。したがって、た
とえば叩打手段としてはハンマーなどの簡便な手段を採
用することが可能である。そのため、配管を叩打する範
囲を自由に選択することができ、より効果的に配管の詰
まりを検出することができる。詰まっている配管の付近
を叩打することが、詰まり検出に効果的だからである。

【００３７】また、叩打に際して特に熟練などを必要と
しない。さらに、叩打後には、装置が自動的に配管の詰
まりがあるか否かを判断するので、短時間でしかも容易
に診断を行なうことができる。診断装置の持ち運びおよ
び操作も容易である。

【００３８】また、本発明では、叩打手段による叩打瞬
間の音（振動）を排除することなく、叩打瞬間の音を含
んで上記演算を行うことが可能であり、その場合でも診
断の精度に影響しない。したがって、遅延回路などを必
要とすることなく、簡便な回路および装置により正確な
診断が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る配管の詰まり診断装置
のブロック図である。

【図２】叩打手段の一例を示すハンマーの概略図であ
る。

【図３】図１に示す診断装置を用いて演算判定する振動
波形の例を示す概略図である。

【符号の説明】

２… 配管 ４… 手動ハンマー ２０… 診断装置本体 ２６… ピーク検出手段 ２８… 平均値算出手段 ３０… 定数設定手段 ３２… 演算判定手段 ３４… 表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 武男 神奈川県相模原市下溝4380−７ (72)発明者 小林 源一 東京都町田市山崎町2200 山崎団地２−13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管を外部から叩打する工程と、 叩打により生じた配管からの振動を検出する工程と、 検出された振動のピーク値を検出する工程と、 検出された振動波形の平均値を算出する工程と、 上記ピーク値を上記平均値で除した値が、所定の数値範
   囲内に入るかを判断し、所定の数値範囲内にあるか否か
   を表示する工程とを有する配管の詰まり診断方法。
2. 【請求項２】 配管を外部から叩打する叩打手段と、 叩打により生じた配管からの振動を検出するセンサ手段
   と、 検出された振動のピーク値を検出するピーク検出手段
   と、 検出された振動波形の平均値を算出する平均値算出手段
   と、 上記ピーク値を上記平均値で除した値が、所定の数値範
   囲内に入るかを判断する演算判定手段と、 この演算判定手段で判断された情報を表示する表示手段
   とを有する配管の詰まり診断装置。
3. 【請求項３】 上記センサ手段が、加速度センサあるい
   は集音センサである請求項２に記載の配管の詰まり診断
   装置。