JPH0656349B2 - 漏洩検出器 - Google Patents
漏洩検出器Info
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- JPH0656349B2 JPH0656349B2 JP61212742A JP21274286A JPH0656349B2 JP H0656349 B2 JPH0656349 B2 JP H0656349B2 JP 61212742 A JP61212742 A JP 61212742A JP 21274286 A JP21274286 A JP 21274286A JP H0656349 B2 JPH0656349 B2 JP H0656349B2
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- acoustic signal
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
- G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes
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- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧力管型原子炉の冷却系配管など水や蒸気等の
輸送配管の漏洩を検出する漏洩検出器に係り、特に水や
蒸気等の漏洩にともなつて発生する音をとらえて漏洩を
検出する方式の漏洩検出器に関する。
輸送配管の漏洩を検出する漏洩検出器に係り、特に水や
蒸気等の漏洩にともなつて発生する音をとらえて漏洩を
検出する方式の漏洩検出器に関する。
従来の流体の漏洩にともなう音をとらえて、その大きさ
から輸送配管の漏洩の有無を検知する方式の漏洩検出器
では、たとえば特開昭54−146685号公報に記載のよう
に、環境雑音に対して漏洩音のＳＮ比が比較的よくて漏
洩検出しやすい周波数帯域を限定して監視していたが、
しかし系統の運転条件などによつて発生する共鳴等によ
る線スペクトル状の騒音に対する配慮が十分でなかつ
た。
から輸送配管の漏洩の有無を検知する方式の漏洩検出器
では、たとえば特開昭54−146685号公報に記載のよう
に、環境雑音に対して漏洩音のＳＮ比が比較的よくて漏
洩検出しやすい周波数帯域を限定して監視していたが、
しかし系統の運転条件などによつて発生する共鳴等によ
る線スペクトル状の騒音に対する配慮が十分でなかつ
た。
上記従来技術は系統の運転条件などから共鳴等によつて
発生する線スペクトル状の周波数分布を有しかつレベル
の大きい環境雑音に対する配慮が十分でないため、これ
らの共鳴等による騒音発生時に漏洩検出器の検出感度が
低下するという問題点があつた。
発生する線スペクトル状の周波数分布を有しかつレベル
の大きい環境雑音に対する配慮が十分でないため、これ
らの共鳴等による騒音発生時に漏洩検出器の検出感度が
低下するという問題点があつた。
本発明の目的は運転条件などから共鳴等により発生する
線スペクトル状の騒音（共鳴音）がある場合にも良好な
感度で漏洩検出できる漏洩検出器を提供するにある。
線スペクトル状の騒音（共鳴音）がある場合にも良好な
感度で漏洩検出できる漏洩検出器を提供するにある。
上記目的は、環境雑音中に埋もれた流体等の漏洩音を検
出する漏洩検出器において、音を検出する音響信号検出
手段と、除去する帯域の中心周波数が可変な帯域除去フ
ィルタと、前記音響信号検出手段で検出した音響信号を
前記帯域除去フィルタに入力して帯域除去するとき前記
中心周波数を変化させる中心周波数走査手段と、該中心
周波数走査手段にて前記中心周波数を変化させながら得
られる前記帯域除去フィルタの出力信号の最小値を求め
保持する最小値保持手段と、該最小値が設定値を越えた
とき漏洩発生と判断する漏洩判定手段とを備えること
で、達成される。
出する漏洩検出器において、音を検出する音響信号検出
手段と、除去する帯域の中心周波数が可変な帯域除去フ
ィルタと、前記音響信号検出手段で検出した音響信号を
前記帯域除去フィルタに入力して帯域除去するとき前記
中心周波数を変化させる中心周波数走査手段と、該中心
周波数走査手段にて前記中心周波数を変化させながら得
られる前記帯域除去フィルタの出力信号の最小値を求め
保持する最小値保持手段と、該最小値が設定値を越えた
とき漏洩発生と判断する漏洩判定手段とを備えること
で、達成される。
上記の漏洩検出器によれば、比較的広い周波数帯域をも
つ漏洩音に対して線スペクトル状の周波数分布をもつ共
鳴音成分（ピーク成分）の周波数成分のみを除去した後
の音響信号の大きさ（実効値）から漏洩音の有無を判定
できるので、判定する音響信号には共鳴音以外の機器運
転音や流体音などの環境雑音の周波数成分が残るが支配
的な高レベルの共鳴音の周波数成分のみ除去されている
から、漏洩検出感度の低下要因を除去して高感度化がは
かれる。
つ漏洩音に対して線スペクトル状の周波数分布をもつ共
鳴音成分（ピーク成分）の周波数成分のみを除去した後
の音響信号の大きさ（実効値）から漏洩音の有無を判定
できるので、判定する音響信号には共鳴音以外の機器運
転音や流体音などの環境雑音の周波数成分が残るが支配
的な高レベルの共鳴音の周波数成分のみ除去されている
から、漏洩検出感度の低下要因を除去して高感度化がは
かれる。
以下に本発明の実施例を第１図ないし第５図により説明
する。
する。
第１図は本発明による漏洩検出器の第１の実施例を示す
ブロツク図である。第１図において、本実施例は原子炉
格納容器内の冷却系配管の水漏洩検出に本漏洩検出器を
適用した例を示し、１００は冷却系配管、１０１は漏洩
孔である。１は本漏洩検出器を構成するマイクロホン
（音を検出する手段）、２は増幅器、３は中心周波数が
可変の帯域除去フイルタ、４は中心周波数走査器（中心
周波数を時間的に変化させる手段）、５は実効値演算
器、６は最小値ホールド回路（最小値を検出して保持す
る手段）、７は漏洩判定器である。
ブロツク図である。第１図において、本実施例は原子炉
格納容器内の冷却系配管の水漏洩検出に本漏洩検出器を
適用した例を示し、１００は冷却系配管、１０１は漏洩
孔である。１は本漏洩検出器を構成するマイクロホン
（音を検出する手段）、２は増幅器、３は中心周波数が
可変の帯域除去フイルタ、４は中心周波数走査器（中心
周波数を時間的に変化させる手段）、５は実効値演算
器、６は最小値ホールド回路（最小値を検出して保持す
る手段）、７は漏洩判定器である。
第１図の冷却系配管１００には高温・高圧水が流れてい
て、冷却系配管１００に漏洩孔１０１が発生した場合に
は高温・高圧水が音をともなつて配管外に噴出する。こ
の場合に冷却系配管１００の周辺に設置してマイクロホ
ン１は比較的広い周波数帯域をもつ漏漏音のほか各種機
器の運転にともなう音や流体の流れに起因する音などの
環境雑音が重畳された音を検出する。さらに系統の運転
条件などによつては冷却系配管１００を熱源として、そ
れを囲む保温構造内での気柱共鳴やその他の要因で発生
する共鳴的な線スペクトル状のレベルの大きな音も環境
雑音として重畳されて検出される。この種の気柱共鳴に
ついては、例えば小林，船川「熱交換器における管群の
振動と気柱の共鳴」日本機械学会誌，Ｖol．８２，No.
７２８（1976，６）などを参照することができ、この気
柱共鳴の共鳴周波数が運転条件によつて複数の周波数に
突変することも指摘されている。この共鳴的な線スペク
トル状の周波数分布をもつ音響成分を全て共鳴音と呼ぶ
ことにする。
て、冷却系配管１００に漏洩孔１０１が発生した場合に
は高温・高圧水が音をともなつて配管外に噴出する。こ
の場合に冷却系配管１００の周辺に設置してマイクロホ
ン１は比較的広い周波数帯域をもつ漏漏音のほか各種機
器の運転にともなう音や流体の流れに起因する音などの
環境雑音が重畳された音を検出する。さらに系統の運転
条件などによつては冷却系配管１００を熱源として、そ
れを囲む保温構造内での気柱共鳴やその他の要因で発生
する共鳴的な線スペクトル状のレベルの大きな音も環境
雑音として重畳されて検出される。この種の気柱共鳴に
ついては、例えば小林，船川「熱交換器における管群の
振動と気柱の共鳴」日本機械学会誌，Ｖol．８２，No.
７２８（1976，６）などを参照することができ、この気
柱共鳴の共鳴周波数が運転条件によつて複数の周波数に
突変することも指摘されている。この共鳴的な線スペク
トル状の周波数分布をもつ音響成分を全て共鳴音と呼ぶ
ことにする。
いまマイクロホン１により検出した音響信号（電気信
号）Ｓ１は増幅器２により増幅され、この増幅された音
響信号はＳ１は漏洩音を除く全ての環境雑音のうち音の
ピーク成分をなす線スペクトル状の共鳴音の周波数を検
出してその周波数に一致した成分を除去するための中心
周波数可変の狭帯域の帯域除去フイルタ３に入力され
る。この帯域除去フイルタ３はその中心周波数Ｏが電
圧により制御される機能をもち、その中心周波数走査器
４から発生する一定周期ののこぎり波信号Ｓ２の電圧に
よつて中心周波数Ｏが周期的に変化される。この中心
周波数Ｏの走査幅（可変幅）は共鳴音の発生が予想さ
れる所定の周波数帯域に限定され、走査される中心周波
数Ｏが共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致した時にその共
鳴音の周波数に一致した成分が帯域除去フイルタ３によ
り一定周期で除去される。この帯域除去フイルタ３を通
つて共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致した成分が一定周期
で除去された音響信号は実効値演算器５により直流レベ
ルに変換され、変換された実効値信号Ｓ３は最小値ホー
ルド回路６に入力される。なお上記の中心周波数走査器
４の出力ののこぎり波信号Ｓ２は最小値ホールド回路６
の最小値検出動作のスタートおよびストツプのタイミン
グ信号として用いられる。最小値ホールド回路６は実効
値演算器５の出力の実効値信号Ｓ３の最小値を上記タイ
ミング信号により検出して保持するが、この最小値信号
Ｓ４はすなわち共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致した成分
を除去した後の音響信号の実効値レベルの信号である。
漏洩判定器７はこの最小値ホールド回路６の出力の最小
値信号Ｓ４すなわち共鳴音（ピーク成分）を除いた音響
信号の実効値とあらかじめ設定された設定値を比較し
て、実効値レベルが設定値レベルを越えたときかもしく
は設定値レベルを越えかつあらかじめ設定した時間を越
えてそれが持続したときに漏洩を判定して警報を発生す
る。
号）Ｓ１は増幅器２により増幅され、この増幅された音
響信号はＳ１は漏洩音を除く全ての環境雑音のうち音の
ピーク成分をなす線スペクトル状の共鳴音の周波数を検
出してその周波数に一致した成分を除去するための中心
周波数可変の狭帯域の帯域除去フイルタ３に入力され
る。この帯域除去フイルタ３はその中心周波数Ｏが電
圧により制御される機能をもち、その中心周波数走査器
４から発生する一定周期ののこぎり波信号Ｓ２の電圧に
よつて中心周波数Ｏが周期的に変化される。この中心
周波数Ｏの走査幅（可変幅）は共鳴音の発生が予想さ
れる所定の周波数帯域に限定され、走査される中心周波
数Ｏが共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致した時にその共
鳴音の周波数に一致した成分が帯域除去フイルタ３によ
り一定周期で除去される。この帯域除去フイルタ３を通
つて共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致した成分が一定周期
で除去された音響信号は実効値演算器５により直流レベ
ルに変換され、変換された実効値信号Ｓ３は最小値ホー
ルド回路６に入力される。なお上記の中心周波数走査器
４の出力ののこぎり波信号Ｓ２は最小値ホールド回路６
の最小値検出動作のスタートおよびストツプのタイミン
グ信号として用いられる。最小値ホールド回路６は実効
値演算器５の出力の実効値信号Ｓ３の最小値を上記タイ
ミング信号により検出して保持するが、この最小値信号
Ｓ４はすなわち共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致した成分
を除去した後の音響信号の実効値レベルの信号である。
漏洩判定器７はこの最小値ホールド回路６の出力の最小
値信号Ｓ４すなわち共鳴音（ピーク成分）を除いた音響
信号の実効値とあらかじめ設定された設定値を比較し
て、実効値レベルが設定値レベルを越えたときかもしく
は設定値レベルを越えかつあらかじめ設定した時間を越
えてそれが持続したときに漏洩を判定して警報を発生す
る。
第２図は第１図の動作を示す各部信号波形のタイムチヤ
ートである。第２図において、マイクロホン１の出力の
音響信号Ｓ１は最初に比較的低レベルの機器運転音や流
体音などの環境雑音を示すが、時間ｔ１のタイミングで
高レベルの共鳴音が発生したことにより増大する。この
状態で時間ｔ２のタイミングで漏洩音が新たに発生して
いるが音響信号Ｓ１からは判然としない。帯域除去フイ
ルタ３の中心周波数走査器４の出力ののこぎり波信号Ｓ
２は線スペクトル状の共鳴音の発生が予想される周波数
帯域にわたる所定の走査幅で中心周波数Ｏを一定周期
で走査するのこぎり波電圧波形を示す。実効値演算器５
の出力の実効値信号Ｓ３は時間ｔ１のタイミング後の線
スペクトル状の高レベルの共鳴音が発生している時には
一定周期ののこぎり波信号Ｓ２により帯域除去フイルタ
３の中心周波数Ｏが共鳴周波数Ｐに一致したタイミ
ングで周期的にひげ状にレベルが低下する。さらに時間
ｔ２のタイミングで比較的広い周波数帯域をもつ漏洩音
が発生している時には実効値信号Ｓ３のひげ状のレベル
低下が小さくなる。これらの実効値信号Ｓ３のひげ状に
レベル低下した時の最小値は帯域除去フイルタ３により
線スペクトル状の共鳴音の共鳴周波数Ｐと一致した成
分を除去した後の音響信号Ｓ１の実効値である。最小値
ホールド回路６の出力の最小値信号Ｓ４はのこぎり波信
号Ｓ２の立上りから最大値に到達する間の実効値信号Ｓ
３の最小値を周期的に検出して保持されたレベルの信号
であり、時間ｔ１のタイミング後の信号レベルは時間ｔ
１の以前のレベルと同様であるが、時間ｔ２のタイミン
グ後の漏洩音が発生したときには漏洩音レベルだけ大き
くなる。漏洩判定器７はこの最小値信号Ｓ４のレベルが
時間ｔ２のタイミング後に設定値レベルを越えて大きく
なつたのを検出して漏洩と判定する。
ートである。第２図において、マイクロホン１の出力の
音響信号Ｓ１は最初に比較的低レベルの機器運転音や流
体音などの環境雑音を示すが、時間ｔ１のタイミングで
高レベルの共鳴音が発生したことにより増大する。この
状態で時間ｔ２のタイミングで漏洩音が新たに発生して
いるが音響信号Ｓ１からは判然としない。帯域除去フイ
ルタ３の中心周波数走査器４の出力ののこぎり波信号Ｓ
２は線スペクトル状の共鳴音の発生が予想される周波数
帯域にわたる所定の走査幅で中心周波数Ｏを一定周期
で走査するのこぎり波電圧波形を示す。実効値演算器５
の出力の実効値信号Ｓ３は時間ｔ１のタイミング後の線
スペクトル状の高レベルの共鳴音が発生している時には
一定周期ののこぎり波信号Ｓ２により帯域除去フイルタ
３の中心周波数Ｏが共鳴周波数Ｐに一致したタイミ
ングで周期的にひげ状にレベルが低下する。さらに時間
ｔ２のタイミングで比較的広い周波数帯域をもつ漏洩音
が発生している時には実効値信号Ｓ３のひげ状のレベル
低下が小さくなる。これらの実効値信号Ｓ３のひげ状に
レベル低下した時の最小値は帯域除去フイルタ３により
線スペクトル状の共鳴音の共鳴周波数Ｐと一致した成
分を除去した後の音響信号Ｓ１の実効値である。最小値
ホールド回路６の出力の最小値信号Ｓ４はのこぎり波信
号Ｓ２の立上りから最大値に到達する間の実効値信号Ｓ
３の最小値を周期的に検出して保持されたレベルの信号
であり、時間ｔ１のタイミング後の信号レベルは時間ｔ
１の以前のレベルと同様であるが、時間ｔ２のタイミン
グ後の漏洩音が発生したときには漏洩音レベルだけ大き
くなる。漏洩判定器７はこの最小値信号Ｓ４のレベルが
時間ｔ２のタイミング後に設定値レベルを越えて大きく
なつたのを検出して漏洩と判定する。
第３図（ａ）〜（ｆ）は第１図および第２図の音響信号
Ｓ１の周波数分布および実効値信号Ｓ３の帯域除去フイ
ルタ中心周波数特性の関係を説明する特性図で、第３図
（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ時間ｔ１以前、時間
ｔ１〜ｔ２の間、時間ｔ２以後の音響信号Ｓ１の周波数
分布図、第３図（ｄ），（ｅ），（ｆ）はそれぞれその
ときの帯域除去フイルタ３の中心周波数Ｏの変化に対
する実効値信号Ｓ３の変化を示す特性図である。第３図
（ａ）〜（ｆ）において、第３図（ａ）の時間ｔ１以前
の音響信号Ｓ１の周波数分布は一般に機器の運転や流体
の流れに起因する音を主成分とする環境雑音のため比較
的低レベルでかつ低周波側のレベルが大きくて高周波側
のレベルが小さい。このため第３図（ｄ）の実効値信号
Ｓ３は帯域除去フイルタ３の中心周波数Ｏを共鳴音の
発生が予想される周波数帯域に限定した走査範囲内で高
くするとやや低レベルから高くなる。第３図（ｂ）の時
間ｔ1〜ｔ2の間の音響信号Ｓ１の周波数分布は機器運転
音や流体音に線スペクトル状の高レベルの共鳴音（ピー
ク成分）が重畳している。このとき第３図（ｅ）の実効
値信号Ｓ３は共鳴音のレベルが他の環境雑音のレベルよ
り十分大きいため高レベルの共鳴音の実効値レベルにほ
ぼ一致していて、帯域除去フイルタ３の中心周波数Ｏ
が共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致したときのみ共鳴音の
共鳴周波数Ｐに一致した成分が除去されてひげ状にレ
ベルが低下し、その最小値は時間ｔ１以前の実効値信号
Ｓ３のレベルにほぼ等しくなる。つまり音響信号Ｓ１を
通した中心周波数可変の帯域除去フイルタ３の出力の実
効値演算器５による実効値信号Ｓ３の最小値が環境雑音
の支配的な成分である線スペクトル状の共鳴音の成分を
除去した実効値信号となる。これにより帯域除去フイル
タ３の中心周波数Ｏの走査範囲における実効値信号Ｓ
３の最小値をとらえることにより共鳴音成分（ピーク成
分）を除去できる。第３図（ｃ）の時間ｔ２以後の音響
信号Ｓ１の周波数分布は漏洩音が新たに重畳されてい
て、その漏洩音が比較的広い帯域の周波数成分を有する
のでその帯域にわたつて各周波数成分とも増加してい
る。このときの第３図（ｆ）の実効値信号Ｓ３はなおピ
ーク成分をなす共鳴音に支配されるためその増加量がそ
れほど大きくない。しかし帯域除去フイルタ３の中心周
波数Ｏが共鳴周波数Ｐに一致したときのひげ状のレ
ベル低下は漏洩音があるため小さくなつていて、このと
きの最小値は増加して漏洩音の発生を判然と示してい
る。この実効値信号Ｓ３の最小値は漏洩音成分の実効値
にほぼ等しく、音響信号Ｓ３が帯域除去フイルタ３を通
過しても、検出すべき信号である漏洩音成分の実効値は
減少しない。
Ｓ１の周波数分布および実効値信号Ｓ３の帯域除去フイ
ルタ中心周波数特性の関係を説明する特性図で、第３図
（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ時間ｔ１以前、時間
ｔ１〜ｔ２の間、時間ｔ２以後の音響信号Ｓ１の周波数
分布図、第３図（ｄ），（ｅ），（ｆ）はそれぞれその
ときの帯域除去フイルタ３の中心周波数Ｏの変化に対
する実効値信号Ｓ３の変化を示す特性図である。第３図
（ａ）〜（ｆ）において、第３図（ａ）の時間ｔ１以前
の音響信号Ｓ１の周波数分布は一般に機器の運転や流体
の流れに起因する音を主成分とする環境雑音のため比較
的低レベルでかつ低周波側のレベルが大きくて高周波側
のレベルが小さい。このため第３図（ｄ）の実効値信号
Ｓ３は帯域除去フイルタ３の中心周波数Ｏを共鳴音の
発生が予想される周波数帯域に限定した走査範囲内で高
くするとやや低レベルから高くなる。第３図（ｂ）の時
間ｔ1〜ｔ2の間の音響信号Ｓ１の周波数分布は機器運転
音や流体音に線スペクトル状の高レベルの共鳴音（ピー
ク成分）が重畳している。このとき第３図（ｅ）の実効
値信号Ｓ３は共鳴音のレベルが他の環境雑音のレベルよ
り十分大きいため高レベルの共鳴音の実効値レベルにほ
ぼ一致していて、帯域除去フイルタ３の中心周波数Ｏ
が共鳴音の共鳴周波数Ｐに一致したときのみ共鳴音の
共鳴周波数Ｐに一致した成分が除去されてひげ状にレ
ベルが低下し、その最小値は時間ｔ１以前の実効値信号
Ｓ３のレベルにほぼ等しくなる。つまり音響信号Ｓ１を
通した中心周波数可変の帯域除去フイルタ３の出力の実
効値演算器５による実効値信号Ｓ３の最小値が環境雑音
の支配的な成分である線スペクトル状の共鳴音の成分を
除去した実効値信号となる。これにより帯域除去フイル
タ３の中心周波数Ｏの走査範囲における実効値信号Ｓ
３の最小値をとらえることにより共鳴音成分（ピーク成
分）を除去できる。第３図（ｃ）の時間ｔ２以後の音響
信号Ｓ１の周波数分布は漏洩音が新たに重畳されてい
て、その漏洩音が比較的広い帯域の周波数成分を有する
のでその帯域にわたつて各周波数成分とも増加してい
る。このときの第３図（ｆ）の実効値信号Ｓ３はなおピ
ーク成分をなす共鳴音に支配されるためその増加量がそ
れほど大きくない。しかし帯域除去フイルタ３の中心周
波数Ｏが共鳴周波数Ｐに一致したときのひげ状のレ
ベル低下は漏洩音があるため小さくなつていて、このと
きの最小値は増加して漏洩音の発生を判然と示してい
る。この実効値信号Ｓ３の最小値は漏洩音成分の実効値
にほぼ等しく、音響信号Ｓ３が帯域除去フイルタ３を通
過しても、検出すべき信号である漏洩音成分の実効値は
減少しない。
いま漏洩音の単位周波数あたりの信号振幅をＡｆとし、
共鳴音のピーク成分の信号振幅をＢfPとして、その他の
機器運転音や流体音などの音は比較的小さいので無視す
ると、音響信号Ｓ１の実効値ＲＭＳ１は次式により表わ
される。
共鳴音のピーク成分の信号振幅をＢfPとして、その他の
機器運転音や流体音などの音は比較的小さいので無視す
ると、音響信号Ｓ１の実効値ＲＭＳ１は次式により表わ
される。
ただし漏洩音の各周波数成分とも一定振幅Ａｆとし、添
字ｉは各周波数の番号、添字Ｐは共鳴周波数、Ｎは周
波数帯域の周波数の数を示し、Ｎが大きいほど周波数帯
域が広い。一方の共鳴周波数Ｐの成分のみを除去した
音響信号Ｓ１の実効値ＲＭＳ２は次式で与えられる。
字ｉは各周波数の番号、添字Ｐは共鳴周波数、Ｎは周
波数帯域の周波数の数を示し、Ｎが大きいほど周波数帯
域が広い。一方の共鳴周波数Ｐの成分のみを除去した
音響信号Ｓ１の実効値ＲＭＳ２は次式で与えられる。
ここで実際の漏洩音の信号の実効値は であるが、通常Ｎの値は１に比べて十分大きいので上式
の実効値ＲＭＳ２は実際の漏洩音の信号の実効値とほぼ
同一の値となる。なお通常の漏洩音の周波数帯域は数ｋ
Ｈｚ以上であり、Ｎは数１０００程度の値となる。
の実効値ＲＭＳ２は実際の漏洩音の信号の実効値とほぼ
同一の値となる。なお通常の漏洩音の周波数帯域は数ｋ
Ｈｚ以上であり、Ｎは数１０００程度の値となる。
上記により実効値信号Ｓ３の最小値が環境雑音の支配的
な成分をなす線スペクトル状の共鳴音の成分を除去した
音響信号Ｓ１の実効値であつて、中心周波数可変の狭帯
域の帯域除去フイルタ３を用いることにより、漏洩音の
信号成分を減衰させることなく支配的な雑音成分である
共鳴音成分のみを除去することができ、良好なＳＮ比で
漏洩音を検知できる。
な成分をなす線スペクトル状の共鳴音の成分を除去した
音響信号Ｓ１の実効値であつて、中心周波数可変の狭帯
域の帯域除去フイルタ３を用いることにより、漏洩音の
信号成分を減衰させることなく支配的な雑音成分である
共鳴音成分のみを除去することができ、良好なＳＮ比で
漏洩音を検知できる。
上記実施例によれば、第１に周波数分析を必要としない
ため装置が簡単な構成で実現できて経済性が向上し、第
２に音響信号の帯域除去後の実効値の最小値で漏洩判定
することにより音響信号のピーク成分の周波数の探査お
よび帯域除去のための回路構成を簡単化して経済性をさ
らに向上し、第３に線スペクトル状の共鳴音が低レベル
のときやそれが発生していないときでも、音響信号の除
去する周波数帯域幅が狭いために漏洩音の信号の実効値
が本信号処理を施しても減少することなく誤動作しなく
なるので信頼性が向上できるなどの効果がえられる。
ため装置が簡単な構成で実現できて経済性が向上し、第
２に音響信号の帯域除去後の実効値の最小値で漏洩判定
することにより音響信号のピーク成分の周波数の探査お
よび帯域除去のための回路構成を簡単化して経済性をさ
らに向上し、第３に線スペクトル状の共鳴音が低レベル
のときやそれが発生していないときでも、音響信号の除
去する周波数帯域幅が狭いために漏洩音の信号の実効値
が本信号処理を施しても減少することなく誤動作しなく
なるので信頼性が向上できるなどの効果がえられる。
第４図は本発明による漏洩検出器の第２の実施例を示す
ブロツク図である。第４図において、本実施例は第１図
と同じく原子炉格納容器内冷却系配管１００の水漏洩検
出に本漏洩検出器を適用した例を示し、特に漏洩音以外
に複数の線スペクトル状の共鳴音の環境雑音が同時に発
生することが予想される場合に有効に適用される例であ
り、第１図と同一符号は同一または相当部分を示すほ
か、８は実効値演算器、９は漏洩音レベル推定器であ
る。第１図では１つの共鳴音（ピーク成分）除去後の音
響信号Ｓ１の実効値を最小値ホールド回路６を用いて実
効値信号Ｓ３の最小値として求めているのに対して、第
４図で複数の共鳴音（ピーク成分）を同時に除去した音
響信号Ｓ１の実効値を漏洩レベル推定器９を用いて実効
値信号Ｓ３の複数の極小値から推定する構成である。
ブロツク図である。第４図において、本実施例は第１図
と同じく原子炉格納容器内冷却系配管１００の水漏洩検
出に本漏洩検出器を適用した例を示し、特に漏洩音以外
に複数の線スペクトル状の共鳴音の環境雑音が同時に発
生することが予想される場合に有効に適用される例であ
り、第１図と同一符号は同一または相当部分を示すほ
か、８は実効値演算器、９は漏洩音レベル推定器であ
る。第１図では１つの共鳴音（ピーク成分）除去後の音
響信号Ｓ１の実効値を最小値ホールド回路６を用いて実
効値信号Ｓ３の最小値として求めているのに対して、第
４図で複数の共鳴音（ピーク成分）を同時に除去した音
響信号Ｓ１の実効値を漏洩レベル推定器９を用いて実効
値信号Ｓ３の複数の極小値から推定する構成である。
いまマイクロホン１で検出した音響信号Ｓ１は増幅器２
で増幅され、増幅された音響信号Ｓ１は漏洩音を除く全
ての環境雑音のうち複数の線スペクトル状の共鳴音の周
波数を検出してそれぞれの周波数に一致した成分を除去
するための中心周波数可変の狭帯域の帯域除去フイルタ
３を通して実効値演算器５により直流レベルに変換さ
れ、変換された実効値信号Ｓ３は漏洩レベル推定器９に
入力される。帯域除去フイルタ３の中心周波数走査器４
の出力ののこぎり波信号Ｓ２は帯域除去フイルタ３の中
心周波数Ｏの走査信号とともに漏洩音レベル推定器９
のタイミング信号として用いられる。増幅器２で増幅さ
れた音響信号Ｓ１は一方で実効値演算器８に直接入力さ
れ、帯域除去フイルタ３を通さない音響信号Ｓ１の実効
値信号Ｓ５が漏洩レベル推定器９に入力される。漏洩音
レベル推定器９は実効値演算器８の出力の帯域除去しな
い音響信号Ｓ１の実効値信号Ｓ５および実効値演算器５
の出力の複数の共鳴音成分（ピーク成分）を周期的に除
去した音響信号Ｓ１の実効値信号Ｓ３から複数の共鳴音
成分を同時に除いた音響信号Ｓ１の実効値を漏洩音の実
効値として推定して出力する。漏洩判定器７は推定され
た漏洩音の実効値があらかじめ設定した設定値レベルを
越えたときかもしくは設定値レベルを越えかつあらかじ
め設定した時間を越えて持続したときに漏洩を判定して
警報を発生する。
で増幅され、増幅された音響信号Ｓ１は漏洩音を除く全
ての環境雑音のうち複数の線スペクトル状の共鳴音の周
波数を検出してそれぞれの周波数に一致した成分を除去
するための中心周波数可変の狭帯域の帯域除去フイルタ
３を通して実効値演算器５により直流レベルに変換さ
れ、変換された実効値信号Ｓ３は漏洩レベル推定器９に
入力される。帯域除去フイルタ３の中心周波数走査器４
の出力ののこぎり波信号Ｓ２は帯域除去フイルタ３の中
心周波数Ｏの走査信号とともに漏洩音レベル推定器９
のタイミング信号として用いられる。増幅器２で増幅さ
れた音響信号Ｓ１は一方で実効値演算器８に直接入力さ
れ、帯域除去フイルタ３を通さない音響信号Ｓ１の実効
値信号Ｓ５が漏洩レベル推定器９に入力される。漏洩音
レベル推定器９は実効値演算器８の出力の帯域除去しな
い音響信号Ｓ１の実効値信号Ｓ５および実効値演算器５
の出力の複数の共鳴音成分（ピーク成分）を周期的に除
去した音響信号Ｓ１の実効値信号Ｓ３から複数の共鳴音
成分を同時に除いた音響信号Ｓ１の実効値を漏洩音の実
効値として推定して出力する。漏洩判定器７は推定され
た漏洩音の実効値があらかじめ設定した設定値レベルを
越えたときかもしくは設定値レベルを越えかつあらかじ
め設定した時間を越えて持続したときに漏洩を判定して
警報を発生する。
上記漏洩音レベル推定器９の漏洩音レベル推定方法を説
明すると、いま２つの線スペクトル状の共鳴音が発生し
てそれぞれの共鳴音周波数をP1，P2とし、それぞれ
の振幅をＢfP1，ＢfP2とし、また漏洩音が比較的広い周
波数帯域の平坦な周波数分布をもつものとして漏洩音の
単位周波数ごとの振幅を一定振幅Ａｆとする。この２つ
の共鳴音が発生した状態で帯域除去しない音響信号Ｓ１
の実効値演算器８による実効値信号Ｓ５の実効値をＲＭ
Ｓ０とすると次式で表わされる。
明すると、いま２つの線スペクトル状の共鳴音が発生し
てそれぞれの共鳴音周波数をP1，P2とし、それぞれ
の振幅をＢfP1，ＢfP2とし、また漏洩音が比較的広い周
波数帯域の平坦な周波数分布をもつものとして漏洩音の
単位周波数ごとの振幅を一定振幅Ａｆとする。この２つ
の共鳴音が発生した状態で帯域除去しない音響信号Ｓ１
の実効値演算器８による実効値信号Ｓ５の実効値をＲＭ
Ｓ０とすると次式で表わされる。
ただし共鳴音以外の環境雑音は小さいので無視してい
る。一方の帯域除去フイルタ３を通した音響信号Ｓ１の
実効値演算器５による実効値信号Ｓ３は帯域除去フイル
タ３の中心周波数Ｏが周期的に２つの共鳴音周波数
P1，P2にそれぞれ一致したときに次式で与えられる極
小値ＲＭＳ１，ＲＭＳ２の値となる。
る。一方の帯域除去フイルタ３を通した音響信号Ｓ１の
実効値演算器５による実効値信号Ｓ３は帯域除去フイル
タ３の中心周波数Ｏが周期的に２つの共鳴音周波数
P1，P2にそれぞれ一致したときに次式で与えられる極
小値ＲＭＳ１，ＲＭＳ２の値となる。
そこで上記の（３），（４），（５）式により響響信号
Ｓ１から同時に２つの共鳴音の共鳴周波数P1，P2に
一致した周波数の成分を除いたときの音響信号レベルす
なわち漏洩音レベルを推定できる。この漏洩音レベルを
ＲＭＳ３とすると次式で与えられる。
Ｓ１から同時に２つの共鳴音の共鳴周波数P1，P2に
一致した周波数の成分を除いたときの音響信号レベルす
なわち漏洩音レベルを推定できる。この漏洩音レベルを
ＲＭＳ３とすると次式で与えられる。
実際の漏洩音の実効値は であるが、周波数帯域の周波数の数を示すＮの値が十分
大きいため（６）式により漏洩音レベルが推定できる。
大きいため（６）式により漏洩音レベルが推定できる。
上記のように漏洩音レベル推定器９では実効値演算器５
の出力の実効値信号Ｓ３の極小値の抽出と、その極小値
のうちあらかじめ設定した数の極小値の選択と、上記の
（６）式に従つた漏洩音レベルの推定の機能をもつ。な
お本実施例では上記の実効値演算器５，６の出力をＡ／
Ｄ変換して、のこぎり波信号Ｓ２の１周期分を記憶装置
に一時記憶し、１周期経過後に記憶装置の内容を読み出
して、設定された数の極小値を大きい順に選んで（６）
式の演算を実行している。
の出力の実効値信号Ｓ３の極小値の抽出と、その極小値
のうちあらかじめ設定した数の極小値の選択と、上記の
（６）式に従つた漏洩音レベルの推定の機能をもつ。な
お本実施例では上記の実効値演算器５，６の出力をＡ／
Ｄ変換して、のこぎり波信号Ｓ２の１周期分を記憶装置
に一時記憶し、１周期経過後に記憶装置の内容を読み出
して、設定された数の極小値を大きい順に選んで（６）
式の演算を実行している。
上記実施例によれば、第１に周波数分析せずに比較的簡
単な装置構成で複数の共鳴音成分（ピーク成分）が除け
るので経済性が向上し、第２に帯域除去しない音響信号
の実効値を記憶装置に一時記憶するので（６）式の漏洩
音レベル推定演算のさいに実効値信号Ｓ３の実効値の極
小値ＲＭＳ１，ＲＭＳ２をえたのと同一のタイミングで
求められる実効値信号Ｓ４の実効値ＲＭＳ０の平均値を
用いることが可能となり漏洩音レベルＲＭＳ３の推定精
度を向上できるなどの効果がある。
単な装置構成で複数の共鳴音成分（ピーク成分）が除け
るので経済性が向上し、第２に帯域除去しない音響信号
の実効値を記憶装置に一時記憶するので（６）式の漏洩
音レベル推定演算のさいに実効値信号Ｓ３の実効値の極
小値ＲＭＳ１，ＲＭＳ２をえたのと同一のタイミングで
求められる実効値信号Ｓ４の実効値ＲＭＳ０の平均値を
用いることが可能となり漏洩音レベルＲＭＳ３の推定精
度を向上できるなどの効果がある。
第５図は本発明による漏洩検出器の第３の実施例を示す
ブロツク図である。第５図において、本実施例は第１図
および第４図と同じく原子炉格納容器内冷却系配管１０
０の水漏洩検出に本漏洩検出器を適用した例を示し、第
１図および第４図と同一符号は同一または相当部分を示
すほか、５０は騒音パターン学習器、５１は再循環ポン
プ回転数信号、５２は空調フアン回転数信号、５３は浄
化系流量信号、６０は漏洩判定器である。第５図では環
境雑音の起因する各種機器の運転状態とそれにともない
発生する音の騒音パターンとの対応関係を騒音パターン
学習器６０で明らかにすることにより良好な感度の漏洩
検出を行なう構成である。
ブロツク図である。第５図において、本実施例は第１図
および第４図と同じく原子炉格納容器内冷却系配管１０
０の水漏洩検出に本漏洩検出器を適用した例を示し、第
１図および第４図と同一符号は同一または相当部分を示
すほか、５０は騒音パターン学習器、５１は再循環ポン
プ回転数信号、５２は空調フアン回転数信号、５３は浄
化系流量信号、６０は漏洩判定器である。第５図では環
境雑音の起因する各種機器の運転状態とそれにともない
発生する音の騒音パターンとの対応関係を騒音パターン
学習器６０で明らかにすることにより良好な感度の漏洩
検出を行なう構成である。
いま冷却系配管１００の周辺に設置されたマイクロホン
１の出力の音響信号Ｓ１は増幅器２により増幅され、騒
音パターン学習器５０および漏洩判定器６０に入力され
る。この騒音パターン学習器５０は各種機器の運転信号
たとえば再循環ポンプ回転数信号５１や空調フアン回転
数信号５２や浄化系流量信号５３などを用いて正常時の
機器運転状態とそれにともなう騒音パターンとの対応関
係を分類してデータを蓄積している。漏洩判定器６０は
増幅器２の出力の音響信号Ｓ１の騒音パターンを求め、
これを騒音パターン学習器５０に蓄積してある正常騒音
パターンと比較することにより、正常騒音パターンから
ずれていれば漏洩を判定して警報を発生する。
１の出力の音響信号Ｓ１は増幅器２により増幅され、騒
音パターン学習器５０および漏洩判定器６０に入力され
る。この騒音パターン学習器５０は各種機器の運転信号
たとえば再循環ポンプ回転数信号５１や空調フアン回転
数信号５２や浄化系流量信号５３などを用いて正常時の
機器運転状態とそれにともなう騒音パターンとの対応関
係を分類してデータを蓄積している。漏洩判定器６０は
増幅器２の出力の音響信号Ｓ１の騒音パターンを求め、
これを騒音パターン学習器５０に蓄積してある正常騒音
パターンと比較することにより、正常騒音パターンから
ずれていれば漏洩を判定して警報を発生する。
上記実施例によれば、各種機器の運転音や流体音の正常
騒音パターンの学習機能を用いることにより、常に高感
度で漏洩検出が可能となる。
騒音パターンの学習機能を用いることにより、常に高感
度で漏洩検出が可能となる。
本発明によれば、漏洩にともなつて発生する音をとらえ
て漏洩を検出する方式の漏洩検出器において、検出すべ
き信号の漏洩音レベルを減衰させずに支配的な環境雑音
をなす線スペクトル状の共鳴音成分（ピーク成分）のみ
を容易に除去可能となるので、漏洩検出感度を向上させ
ることができて漏洩検出器の性能向上がはかれる効果が
ある。
て漏洩を検出する方式の漏洩検出器において、検出すべ
き信号の漏洩音レベルを減衰させずに支配的な環境雑音
をなす線スペクトル状の共鳴音成分（ピーク成分）のみ
を容易に除去可能となるので、漏洩検出感度を向上させ
ることができて漏洩検出器の性能向上がはかれる効果が
ある。
第１図は本発明による漏洩検出器の第１の実施例を示す
ブロツク図、第２図は第１図の各部動作波形のタイムチ
ヤート、第３図（ａ）〜（ｆ）は第１図の各音響信号の
周波数分布および実効値信号の帯域除去中心周波数特性
の説明図、第４図は本発明による第２の実施例を示すブ
ロツク図、第５図は本発明による第３の実施例を示すブ
ロツク図である。 １……マイクロホン（音を検出する手段）、２……増幅
器、３……帯域除去フイルタ、４……中心周波数走査器
（中心周波数を時間的に変化させる手段）、５……実効
値演算器、６……最小値ホールド回路（最小値を検出し
て保持する手段）、７……漏洩判定器、８……実効値演
算器、９……漏洩音レベル推定器。
ブロツク図、第２図は第１図の各部動作波形のタイムチ
ヤート、第３図（ａ）〜（ｆ）は第１図の各音響信号の
周波数分布および実効値信号の帯域除去中心周波数特性
の説明図、第４図は本発明による第２の実施例を示すブ
ロツク図、第５図は本発明による第３の実施例を示すブ
ロツク図である。 １……マイクロホン（音を検出する手段）、２……増幅
器、３……帯域除去フイルタ、４……中心周波数走査器
（中心周波数を時間的に変化させる手段）、５……実効
値演算器、６……最小値ホールド回路（最小値を検出し
て保持する手段）、７……漏洩判定器、８……実効値演
算器、９……漏洩音レベル推定器。
Claims (2)
- 【請求項１】環境雑音中に埋もれた流体等の漏洩音を検
出する漏洩検出器において、音を検出する音響信号検出
手段と、除去する帯域の中心周波数が可変な帯域除去フ
ィルタと、前記音響信号検出手段で検出した音響信号を
前記帯域除去フィルタに入力して帯域除去するとき前記
中心周波数を変化させる中心周波数走査手段と、該中心
周波数走査手段にて前記中心周波数を変化させながら得
られる前記帯域除去フィルタの出力信号の最小値を求め
保持する最小値保持手段と、該最小値が設定値を越えた
とき漏洩発生と判断する漏洩判定手段とを備えることを
特徴とする漏洩検出器。 - 【請求項２】環境雑音中に埋もれた流体等の漏洩音を検
出する漏洩検出器において、音を検出する音響信号検出
手段と、除去する帯域の中心周波数が可変な帯域除去フ
ィルタと、前記音響信号検出手段で検出した音響信号の
監視周波数帯域全体の実効値を求める第１実効値演算手
段と、前記音響信号検出手段にて検出した音響信号を前
記帯域除去フィルタに入力して帯域除去するときに前記
中心周波数を変化させる中心周波数走査手段と、該中心
周波数走査手段にて前記中心周波数を変化させながら得
られる前記帯域除去フィルタの出力信号の実効値を求め
る第２実効値演算手段と、前記第１実効値演算手段の求
めた実効値の２乗と前記第２実効値演算手段で求めた実
効値のうちの極小値の２乗和との差の平方根として音響
信号レベルを推定する漏洩音レベル推定手段と、該漏洩
音レベル推定手段の推定した音響信号レベルが設定値を
越えたとき漏洩発生と判断する漏洩判断手段とを備える
ことを特徴とする漏洩検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212742A JPH0656349B2 (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 漏洩検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212742A JPH0656349B2 (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 漏洩検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6370138A JPS6370138A (ja) | 1988-03-30 |
| JPH0656349B2 true JPH0656349B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=16627675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61212742A Expired - Lifetime JPH0656349B2 (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 漏洩検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656349B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000154888A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Osaka Gas Co Ltd | 配管構造の探査方法及び配管探査装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0830739B2 (ja) * | 1990-03-29 | 1996-03-27 | アンリツ株式会社 | 金属検出機 |
| US5058419A (en) * | 1990-04-10 | 1991-10-22 | Earl H. Ruble | Method and apparatus for determining the location of a sound source |
| WO2014050990A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 日本電気株式会社 | 漏洩判定方法、漏洩判定装置、測定端末及びプログラム |
| EP2902765A4 (en) * | 2012-09-27 | 2016-06-15 | Nec Corp | LEAK INSPECTION DEVICE, LEAK INSPECTION METHOD, AND LEAK INSPECTION PROGRAM |
| CN112629763A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 中国航天空气动力技术研究院 | 基于波长调制光谱的电弧风洞漏水故障诊断测量系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146685A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-16 | Doryokuro Kakunenryo | Method of detecting leakage while removing ambient noises |
| JPS54146684A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-16 | Doryokuro Kakunenryo | Method of acoustically detecting leakage of fluid |
| JPS6086429A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-16 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 船舶航走音分析装置 |
-
1986
- 1986-09-11 JP JP61212742A patent/JPH0656349B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000154888A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Osaka Gas Co Ltd | 配管構造の探査方法及び配管探査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6370138A (ja) | 1988-03-30 |
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