JPH07248274A - チューブリーク位置検出装置 - Google Patents

チューブリーク位置検出装置

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JPH07248274A
JPH07248274A JP3857894A JP3857894A JPH07248274A JP H07248274 A JPH07248274 A JP H07248274A JP 3857894 A JP3857894 A JP 3857894A JP 3857894 A JP3857894 A JP 3857894A JP H07248274 A JPH07248274 A JP H07248274A
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JP
Japan
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tube
leak
duct
sensor
tube leak
Prior art date
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Pending
Application number
JP3857894A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Mikawa
隆志 三川
Toru Shigematsu
重松  徹
Souichi Hanada
創一 花田
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイラ運転中においても、チューブリークの
発生をその発生後直ちに検出でき、さらにそのリーク発
生位置を特定することができるチューブリーク位置検出
装置を提供する。 【構成】 本チューブリーク位置検出装置は、ダクト1
側面の内側に所定の間隔をあけて配置されている複数の
AEセンサ3と、この複数のAEセンサ3の各々の検出
信号を入力しその各検出信号に基づいて前記チューブに
おいてリークが発生した位置を判断する処理解析装置2
2と、この処理解析装置22が判断した前記リークの位
置を表示する表示装置23とを有している。 【効果】 チューブリークの発生位置を正確にかつ安全
に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排熱回収ボイラ等にお
いて設置されているチューブにリークが発生した場合
に、そのリークが発生した位置(以下、「チューブリー
ク位置」という)を検出することができるチューブリー
ク位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のチューブリークの検出方法として
は、そのチューブの製作時及びそのチューブがボイラに
組み込まれた時に行う、水圧試験、気密試験または目視
試験が主なものであった。
【0003】しかし、前述の水圧試験等でチューブリー
クが検出されなければ、そのままそのチューブが設けら
れているボイラの運転は開始され、その後に発生するチ
ューブリークに対しては何ら配慮がされていなかった。
なお、この種のチューブリークを検出する装置として関
連するものには、例えば特願昭57−51451が挙げ
られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来のチューブリーク位置検出装置では、水圧試験、気密
試験において検査者がチューブを一本一本直接目視点検
するか、狭間部において鏡を用いて間接目視点検する
か、または水滴の落下を目視することでチューブリーク
を検出しているので、以下に述べるような問題点があ
る。
【0005】まず、ボイラ運転中は、酸素不足または周
囲温度等の関係でボイラ内に検査者は入ることができ
ず、チューブリークを検知することができない。また、
加圧されたチューブは蒸気を生じさせるので、そのチュ
ーブに検査者が近づくことは危険である。また、各種の
センサ装置を狭間部に設置しなければならず、試験終了
後にはそのセンサ装置を撤去する必要があり、そのセン
サ装置を常設することができない。
【0006】さらにまた、ボイラ運転中のチューブリー
クは、ボイラの給水流量の増加によって知ることができ
るが、そのリークの初期段階での流量変化は微量であ
る。したがって、そのリーク発生を確信するのに時間が
かかるとともに、リーク発生位置を正確に知ることがで
きない。
【0007】そこで、本発明は、ボイラ運転中において
も、チューブリークの発生をその発生後直ちに検出で
き、さらにそのチューブリーク発生位置を特定すること
ができるチューブリーク位置検出装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のチューブリーク
位置検出装置は、ダクトの内側に設置された流体を搬送
するチューブを有するボイラシステムにおいて、前記ダ
クト側面に設けられた音波を検出する複数のAEセンサ
と、前記複数のAEセンサの各検出信号を入力しその各
検出信号に基づいて前記チューブにおいてリークが発生
した位置を判断する解析手段と、この解析手段が判断し
た前記リークの位置を表示する表示手段とを有し、前記
各AEセンサは、前記ダクト側面に導波管を介して、か
つ、所定の間隔をあけて設置されていることを特徴とす
る。
【0009】また、本発明のチューブリーク位置検出装
置は、各AEセンサは、特定の周波数の音波を検出する
センサであり、更に、各AEセンサには、導波管を介し
て集音器がそれぞれ設けられており、前記各導波管は、
ダクト側面を貫通し、前記各集音器は、ダクトの内側に
配置され、前記各AEセンサは、ダクトの外側に配置さ
れていることが好ましい。
【0010】また、本発明のチューブリーク位置検出装
置は、解析手段は、チューブリークが発生していないと
きのダクト内の雑音についてのデータを記憶しており、
かつ、その記憶データとAEセンサの各検出信号との比
較をして、チューブリークが発生したか否かの判断をす
ることが好ましい。
【0011】
【作用】チューブリークが発生すると、その発生に伴っ
て音波が発生する。その音波は、本チューブリーク位置
検出装置における各AEセンサが検出する。そして、解
析手段は、各AEセンサの各検出信号を入力し、その各
検出信号の各検出時間等に基づいて前記チューブにおい
てリークが発生した位置を判断する。つまり、各検出信
号の検出時間差は、チューブリークの発生位置と各AE
センサの位置との距離に相当する。そして、各AEセン
サの位置の位置は既知なので、前述の検出時間差と各A
Eセンサの位置とに基づいてチューブリーク位置を算出
することができる。これらにより、本チューブリーク位
置検出装置は、チューブリークの発生及びその発生位置
が自動的に検出することができる。
【0012】また、各AEセンサは、ダクトの外側に配
置することができるので、ボイラ運転等に影響を与え
ず、その運転中においてもチューブリークの発生位置等
を検出することができる。
【0013】また、解析手段は、チューブリークが発生
していないときの音波に関するデータを学習データとし
て記憶し、その記憶データとAEセンサの各検出信号と
の比較することができるので、ボイラ運転中等における
ボイラ内の雑音の影響を低減して、高精度にチューブリ
ークの発生位置等を検出することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0015】図1は、本発明の実施例のチューブリーク
位置検出装置の取付け状態の概要を示す斜視図である。
本実施例のチューブリーク位置検出装置は、気体等を搬
送するダクト1と、このダクト1の内側に設置されてい
て流体を搬送するチューブ5とを有するボイラシステム
において、チューブ5においてリークが発生した場合に
そのリーク発生位置を検出する装置である。
【0016】そして、本実施例のチューブリーク位置検
出装置は、図1及び図3に示すように、ダクト1側面の
内側に所定の間隔をあけて配置されている複数のAEセ
ンサ3と、この複数のAEセンサ3の各々の検出信号を
入力しその各検出信号に基づいて前記チューブにおいて
リークが発生した位置を判断する処理解析装置22と、
この処理解析装置22が判断した前記リークの位置を表
示する表示装置23とを有している。
【0017】図2は、図1に示すAEセンサ3及びその
取付け状態の詳細を示す断面図である。AEセンサ3
は、数十KHz以上の音波をも検出することができるセ
ンサであり、導波管2を介して集音器4が設けられてい
る。ここで、導波管2は、図2に示すように、ダクト1
の側面部材を貫通するようにダクト1に取付けられる。
そして、各集音器4は、ダクトの内側に配置され、各A
Eセンサ3は、ダクトの外側に配置されている。なお、
集音器4は、いわゆるパラボラ型集音器を用いているが
これに限定するものではなく、他の形状の集音器を用い
てもよい。
【0018】図3は、排熱回収ボイラ等におけるチュー
ブ5が形成する管群が多数ある場合において、各AEセ
ンサ3の配置状態の一例を示す断面概要図である。ここ
で、チューブ群51についてはAEセンサ3a,3b及
び3cの3個のAEセンサが1つのグループとして設け
られているように、各チューブ群52,53,54につ
いても各々3個のAEセンサが各々設けられている。
【0019】そして、図4は、図3のように各AEセン
サ3を配置した場合のチューブリーク位置検出装置の構
成の一例を示すブロック図である。ここで、センサ切換
装置21は、各AEセンサのグループを順次切り替えて
そのグループの検出信号を入力する動作をするので、精
度良くリーク発生位置Aを検知することができる。
【0020】次に、本実施例のチューブリーク位置検出
装置の動作を説明する。図1に示すように、ダクト1内
に設置されているチューブ5における位置Aでリークが
発生したとする。これにより、リーク発生位置Aから音
波7がダクト1内に広がる。その音波7は、図2に示す
集音器4によって集音され、導波管2を介してAEセン
サ3に到達する。このとき、リーク発生位置Aと各AE
センサ3との距離がそれぞれ異なるので、各AEセンサ
3における音波7が到達する時間は、それぞれ異なった
時間となる。
【0021】一方、図5は、3個のAEセンサ3d,3
e,3fがそれぞれ位置Q(−a/2,0)、位置R
(0,(√2/2)a)、位置P(a/2,0)に配置
されたときのリーク発生位置Aの算出方法を示す説明図
である。ここで、AEセンサ3dとAEセンサ3fとの
音波検出時間の差Δt1と、AEセンサ3eとAEセン
サ3fとの音波検出時間の差Δt2と、ダクト1内のガ
ス温度とを考慮することにより、図5に示す曲線h1
2のような双曲線を描くことができ、その双曲線の交
点がリーク発生位置Aの座標となる。その双曲線は、下
記数式1,2に基づいて描くことができる。
【0022】
【数1】
【0023】
【数2】
【0024】そのリーク発生位置Aの算出方法を図6を
用いてさらに具体的に説明する。まず、AEセンサ3が
リークの発生に伴って生ずる音波を検出すると、その検
出信号は図4に示すセンサ切換装置21を介して処理解
析装置22に入力される。処理解析装置22は、図5に
示すAEセンサ3dとAEセンサ3fとの音波検出時間
の差Δt1と、AEセンサ3eとAEセンサ3fとの音
波検出時間の差Δt2を算出する(S1、S2)。そし
て、ダクト1内のガス温度の基づいて求めた音波の伝播
速度αと上述の時間差とにより(S3)、各AEセンサ
間の距離差を求める(S4)。その後2本以上の距離差
の双曲線の交点を算出する(S5、S6)。この交点が
リーフ発生位置Aとなる(S7)。
【0025】更に、算出したリーフ発生位置Aが一目で
認識することができるように、モニタ上にそのリーフ発
生位置Aを表示し、更にまた、警報を発生させる。
【0026】なお、上述の実施例では、AEセンサを3
個設置した例を示したが、AEセンサの数を増やすこと
により、リーク発生位置の検出位置精度を向上させるこ
とができる。しかし、最低でもAEセンサは3個必要で
ある。また、微小リークが発生した場合は、通常の運転
中には生じていない高い周波数の音波が発生するので、
検出した音波の周波数を監視することで、微小リークの
発生をも検出することができる。
【0027】これらにより、本実施例のチューブリーク
位置検出装置は、ダクト1側面に複数のAEセンサ3を
設けて、チューブリークの発生に伴う音波を検出するこ
とにより、チューブリーク発生位置を自動的に検知する
ことができるので、ボイラ運転中においてもチューブリ
ーク発生及びその発生位置を安全に検知することがで
き、微小リークの発生をも短時間で検出することができ
る。
【0028】また、本実施例のチューブリーク位置検出
装置は、チューブリークの検出のみならず、他の装置、
または自然現象によって発生した音波のその発生位置を
も検出することができる。
【0029】また、本実施例のチューブリーク位置検出
装置において、処理解析装置22が、チューブリークが
発生していないときの音波に関するデータを学習データ
として記憶する手段と、その記憶データとAEセンサの
各検出信号との比較する手段とを備えることで、ボイラ
運転中等におけるボイラ内の雑音の影響を低減して、高
精度にチューブリークの発生位置等を検出することがで
きる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ダ
クト側面に複数のAEセンサを設けてチューブリークの
発生に伴う音波を検出することにより、チューブリーク
発生位置を自動的に検知することができるので、ボイラ
運転中においてもチューブリーク発生及びその発生位置
を安全に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るチューブリーク位置検出
装置の取付け状態の概要を示す斜視図である。
【図2】図1に示すAEセンサ及びその取付け状態の詳
細を示す拡大断面図である。
【図3】図1に示すチューブリーク位置検出装置におけ
る各AEセンサの配置状態の一例を示す断面概要図であ
る。
【図4】図1に示すチューブリーク位置検出装置の全体
構成の一例を示すブロック図である。
【図5】本発明の実施例に係る3個のAEセンサによっ
てリーク発生位置Aを算出する方法を示す説明図であ
る。
【図6】図5に示すリーク発生位置Aの算出方法を示す
フローチャートである。
【符号の説明】
1 ダクト 2 導波管 3 AEセンサ 4 集音器 5 チューブ 7 音波 8 センサ取付け位置 21 センサ切換装置 22 処理解析装置 23 表示装置 A リーク発生位置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダクトの内側に設置された流体を搬送す
    るチューブを有するボイラシステムにおいて、前記ダク
    ト側面に設けられた音波を検出する複数のAEセンサ
    と、前記複数のAEセンサの各検出信号を入力しその各
    検出信号に基づいて前記チューブにおいてリークが発生
    した位置を判断する解析手段と、この解析手段が判断し
    た前記リークの位置を表示する表示手段とを有し、前記
    各AEセンサは、前記ダクト側面に導波管を介して、か
    つ、所定の間隔をあけて設置されていることを特徴とす
    るチューブリーク位置検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のチューブリーク位置検出
    装置において、各AEセンサは、特定の周波数の音波を
    検出するセンサであり、更に、各AEセンサには、導波
    管を介して集音器がそれぞれ設けられており、前記各導
    波管は、ダクト側面を貫通し、前記各集音器は、ダクト
    の内側に配置され、前記各AEセンサは、ダクトの外側
    に配置されていることを特徴とするチューブリーク位置
    検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のチューブリーク位
    置検出装置において、解析手段は、チューブリークが発
    生していないときのダクト内の雑音についてのデータを
    記憶しており、かつ、その記憶データとAEセンサの各
    検出信号との比較をして、チューブリークが発生したか
    否かの判断をすることを特徴とするチューブリーク位置
    検出装置。
JP3857894A 1994-03-09 1994-03-09 チューブリーク位置検出装置 Pending JPH07248274A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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