JPH10115515A - 配管内コーティング位置検出方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補修位置の末端部を容易にかつ正確に検出す
ること。 【解決手段】 配管２０の補修前の反射音波パルス２３
と、補修後の反射音波パルス２４とを比較して相違波形
部２４ｂを求め、その求めた波形部２４ｂに基づきコー
ティング材２の末端部の位置を特定し、かつ認識できる
ようにしたので、パイプカメラやファィバスコープを用
いる従来技術に比較し、配管にカメラなどを挿入する作
業がいっさい不要になるので、コーティング材２が配管
２２に対しどこまで施工されたか否かを極めて簡単にか
つ確実に判断することができると共に、作業性の大幅な
簡素化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管の内部に補修
用として設けられたコーティング材の位置を高精度に検
出する方法とその装置とに係り、特にガス管に利用する
のに好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地中や地上、あるいは建物内部
にはガス，電気，水道，下水等の配管が多数埋設、あい
はる敷設されている。これらの配管は内外からの物理的
・化学的影響により経年的に老朽化する傾向にある。

【０００３】しかしながら、老朽化しているか否かを確
認するのに手間がかかり、容易に交換することのできな
いのが実情である。そのため、例えば腐食等による漏洩
のおそれがある配管を補修して配管寿命を延長すること
が近年行われている。その際、配管内に樹脂を注入し、
該配管の内周部を樹脂でコーティングするものである。

【０００４】そして、配管内面をコーティングすると、
その補修作業結果を確認する必要がある。そのため、現
在使用されている都市ガス用の配管にコーティングした
場合、従来技術では、パイプカメラあるいはファィバス
コープ等を使用し、樹脂が硬化した後に、それらカメラ
などを配管内に挿入することにより、コーティングの末
端部の位置を確認していた。

【０００５】なお、配管の内部を確認する装置として
は、特開昭６１−２０２１５８号公報，同６１−２９７
５７号公報等が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】とろこで、上記に示す
従来技術では、配管内面をコーティングした結果を確認
する場合、パイプカメラ等を用いているものの、カメラ
等では配管への挿入作業に多くの時間を要するばかりで
なく、その挿入作業が大がかりなものとなってしまう結
果、配管内部の補修位置を速やかに把握することができ
ない問題がある。

【０００７】また、上記特開昭６１−２０２１５８号公
報，同６１−２９７５７号公報に示される技術のもの
は、超音波や音波を送信すると共に、その反射波を受信
して所定の処理を行うことにより、単に配管内部の形状
（分岐状態，曲がり状態，エルボ状態等）を検出するも
のであり、コーティング材の末端部の位置を検出するこ
とについて配慮されていない問題がある。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、補修位置の末端部を容易にかつ確実に検出するこ
とができる配管内コーティング位置検出方法を提供する
ことあり、他の目的は、上記方法を的確に実施し得る配
管内コーティング位置検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明方法においては、
配管の補修に際し、予め配管内に音波を送信すると共
に、その反射音波を受信し、次いで、配管のコーティン
グ材による補修後、上記と同様にして配管内に音波を送
信すると共にその反射音波を受信し、その後、配管補修
前の反射音波波形と、配管補修後の反射音波波形とを比
較して相違波形部を検出し、該相違波形部により配管内
部におけるコーティング材の位置を認識しかつ特定する
ことを特徴とするものである。

【００１０】また本発明装置においては、本管に接続さ
れかつ該本管より内径の小さな配管の内周部にコーティ
ング材を補修したとき、配管内のコーティング材の末端
部の位置を認識しかつ特定する装置であって、配管の開
口先端部に装着され、配管の補修前と補修後とに特定周
波数の音波を送信する音波送信子と、該音波送信子に対
し複数種類からなる特定周波数対応の電気信号を印加す
る信号発生回路と、配管の開口先端部に音波送信子と共
に装着され、音波送信子からの反射音波を受信する反射
音波受信子と、配管補修前の反射音波パルスと配管補修
後の反射音波パルスとを比較して差を求め、求めた差に
基づき配管補修後のコーティング材の末端部の位置を認
識し、かつ特定する手段とを有することを特徴とするも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１乃
至図３により説明する。図１は本発明方法を実施するた
めの配管内コーティング位置検出装置の一実施例を示
し、図２は配管内コーティング位置検出装置をガス管に
適用した説明図、図３は反射音波パルスの説明図であ
る。

【００１２】本発明方法を実施するための配管内コーテ
ィング位置検出装置を説明する前に、本例で取り扱う配
管２０は、図２に示すように、地中に埋設された本管２
１に接続され、しかも該本管２１より小径からなる都市
ガス用のものであって、その先端部が地上に出て家庭に
設置されている。そして、このような配管２０の補修時
には、先端部に装着されているガスメータ部（図示せ
ず）を取り外し、その先端開口部から樹脂を注入するこ
とにより、配管２０の内周部において図２に示すよう
に、本管２１に近い位置まで樹脂等のコーティング材２
２がコーティングされる。

【００１３】この場合、配管２０の先端開口部からコー
ティング材２２がコーティングされるので、そのコーテ
ィング材２２の末端部がどこまで施工されているか不明
である。

【００１４】そこで、実施例の配管内コーティング位置
検出装置においては、コーティング材２２の末端部の位
置を認識しかつ特定するものであって、検出に際し、配
管２０の先端開口部に図示しないアダプタを介し、音波
送信子としのスピーカ１と音波受信子としてのマイクロ
ホン４とが取付けられる。そして、スピーカ１から配管
２０の内部に向けて音波が送信されたとき、その反射音
波をマイクロホン４によって受信するようにしている。

【００１５】スピーカ１は、信号発生回路３により電気
信号パルスが印加されたとき、特定周波数の音波を出力
する。信号発生回路３はＣＰＵ９から指令されると、予
め定められたｎ種類の周波数対応の電気信号パルス（正
弦波１サイクル分）を、電力増幅器２を介し適当な時間
間隔をもってスピーカ１に順次印加する。この場合、ｎ
種類の周波数の音波は、距離が短いもののかつ分解能が
高い特性をもつ高周波数のものと、分解能が低いものの
かつ距離の長い特性をもつ低周波数のものとからなって
おり、種々の周波数の音波を組み合わせることにより必
要な分解能と距離とが得られるようにしている。

【００１６】マイクロホン４は、スピーカ１と共に配管
２０の先端開口部に取付けられるものであって、スピー
カ１によって配管２０の内部に音波が送信されたとき、
配管２０内部からの送信音波パルスに対応する反射音波
パルスを受信すると、該受信反射パルスが増幅回路５，
利得制御回路６を介しＡ／Ｄ変換器７で変換され、ＣＰ
Ｕ９に取り込まれる。なお、利得制御回路６は、マイク
ロホン４によって受信されかつ増幅された反射音波パル
スが入力されると、その反射音波パルスの発生位置に応
じた利得をもって増幅し得るようＣＰＵ９により連続的
に可変設定されている。これらスピーカ１による音波の
送信と、マイクロホン４による反射音波の受信とは、配
管２０が樹脂でコーティングされる前と、配管２０がコ
ーティングされた後とに実行されるものである。

【００１７】ＣＰＵ９は、Ａ／Ｄ変換器７で変換された
状態の反射音波パルスを、予めメモリ１１に記憶されて
いる対応送信音波パルス波形との間で相関処理された
上、その相関処理結果を、ハードディスク１０上に一旦
記憶する。この記憶された反射音波パルスは、図３
（ａ）に示す如く補修前のもの２３と、同図（ｂ）に示
す如く補修後のもの２４とからなっている。

【００１８】ところで、反射音波パルスは、その波長が
配管２０の内径（直径）に比し十分大きく設定されてお
り、従って、このような条件下では送信音波パルスは配
管２０の内部を平面波として伝播される。そして、配管
内部では、送信音波パルスはその内空断面積が変化する
位置で反射率Ｙ＝Ｘ（Ａ２−Ａ１）／（Ａ２＋Ａ１）を
もって反射される。なお、Ａ１，Ａ２は内空断面積が変
化する位置前後での内空断面積、Ｘは内空断面積が変化
する位置へ入射される音波パルスの振幅である。反射率
Ｙは、内空断面積が変化する位置から反射される音波パ
ルスの振幅として定義されている。

【００１９】配管２０の内周部にコーティングを行う
と、それだけ配管２０の内径が小さくなるため、コーテ
ィング材２２の末端部では、音波を送信したときに反射
波が発生するが、コーティング材２２の膜厚は、内径に
比してかなり薄く形成されるため、反射振幅は、反射音
波パルス２４の中でも小さいものである。また、配管２
０とこれより内径の大きい本管２１との接続点では、断
面積の大きな変化によって反射振幅が図３（ａ）及び
（ｂ）にそれぞれ示す波形２３，２４の極大点２３ａ，
２４ａの如くかなり大きいものとなるが、コーティング
材２２が本管２１に接続する位置の直前まで行われてい
るので、コーティング材２２の末端部を表す波形部２４
ｂは、この大きな波形部２４ａに極めて接近しており、
識別が困難となるおそれがある。

【００２０】そこで、ＣＰＵ９は、図３（ａ）に示す如
き補修前の反射音波パルス２３と、図３（ｂ）に示す如
き補修後の反射音波パルス２４とがハードディスク１０
上に記憶されると、その補修前の反射音波パルス２３の
極大点２３ａと、補修後の反射音波パルス２４の極大点
２４ａとをきちんと位置合わせした後、両者の差異を求
め、該求めた差異に基づいて配管２０内にコーティング
されたコーティング材２２の末端位置を演算により特定
するようにしている。即ち、ＣＰＵ９は、補修前の反射
音波パルス２３の極大点２３ａと、補修後の反射音波パ
ルス２４の極大点２４ａとを位置合わせした後、双方の
パルス２３，２４の差（相違部分）を求め、この差分に
ついて概ね一波長程度の区間の検波積分を全区間にわた
って求めると共に、その結果を元の信号の検波積分した
値（またはその平方根）で割算し、図３（ｃ）に示すよ
うに、コーティングにより変化した部分のみを処理する
ことにより、コーティング材２２の末端部の位置を認識
しかつ特定するようにしている。

【００２１】この場合、ＣＰＵ９は本例では図１に示す
如く、表示制御回路１２を介し表示器１３が接続され、
表示器１３の画面上に、コーティングによって変化した
波形（コーティング材２２の末端部の位置を表す波形）
２５を図３（ｃ）の如く強調表示すると共に、その位置
を数値等で表示するようにしている。なお、数値表示の
場合は、コーティング材２２の末端部が配管２０と本管
２１との接続部からどれくらいの距離で離れているかの
寸法表示であればよい。

【００２２】次に、実施例の配管内コーティング位置検
出装置の動作に関連して本発明方法の一実施例について
述べる。

【００２３】まず、ガス配管２０の補修に際し、該配管
２０の先端部に装着されているガスメータ部を取り外し
た後、図２に示すように、その配管２０の開口先端部に
アダプタを介し装置のスピーカ１とマイクロホン４とが
一体になった構造物を取付ける。

【００２４】その後、作業員が装置のスイッチをオンす
ると、図１に示すように、ＣＰＵ９からの指令により信
号発生回路３が電力増幅器２を介しスピーカ１に特定周
波数対応の電気信号が印加されることにより、スピーカ
１から配管２０の内部に向けて特定周波数の音波が順次
送信されるので、その反射音波がマイクロホン４によっ
て取り込まれる。この場合、反射音波はマイクロホン４
から増幅回路５，利得制御回路６，Ａ／Ｄ変換回路７を
経ることによりＣＰＵ９に取り込まれる。該ＣＰＵ９
は、取り込んだ反射音波パルスを、予めメモリ１１に記
憶されている対応送信音波パルス波形と間で相関処理し
た上、その処理結果をハードディスク１０上に記憶す
る。

【００２５】そして、作業員によって配管２０の補修が
行われ、配管２０の内周部にコーティング材２２が施工
されると、再び配管２０の開口先端部にスピーカ１とマ
イクロホン４とが一体の構造物を取付け、スピーカ１に
よる音波の送信とマイクロホン４による反射音波の受信
とを行う。補修後に得られた反射音波もＣＰＵ９により
上述と同様に処理され、ハードディスク１０上に記憶さ
れる。

【００２６】そして、ＣＰＵ９は、補修前の配管２０内
の反射音波パルス２３と、補修後の配管２０内の反射音
波パルス２４とが得られた時点で、双方の反射音波パル
ス２３と２４とを比較して相違部分の波形２４ｂを求
め、その差異部分の波形２４ｂに基づいて処理すること
により、配管２０内に補修されたコーティング材２２の
末端部の位置を認識し、かつ特定すると共に、その旨を
表示制御回路１２を介し表示器１３に表示する。

【００２７】これにより、コーティング材２２の末端部
の波形２５が表示されると共に、その末端部の位置寸法
も表示されるので、作業員は表示器３によりコーティン
グ材２２の末端部の位置が、配管２０と本管２１との接
続部からどの程度の距離の位置にあるか認識することが
でき、その位置を特定することができる。

【００２８】このように、本発明方法では、配管２０の
補修前の反射音波パルス２３と、補修後の反射音波パル
ス２４とを比較して相違波形部２４ｂを求め、その求め
た波形部２４ｂに基づきコーティング材２の末端部の位
置を特定し、かつ認識できるようにしたので、パイプカ
メラやファィバスコープを用いる従来技術に比較し、配
管にカメラなどを挿入する作業がいっさい不要になるの
で、コーティング材２が配管２２に対しどこまで施工さ
れたか否かを極めて簡単にかつ確実に判断することがで
きると共に、作業性の大幅な簡素化を図ることができ
る。

【００２９】また、配管２０の施工前の反射音波パルス
２３と、施工後の反射音波パルス２４とを比較すると、
施工前と施工後とで温度変化が生じ、それによって反射
音波の音速が変化しても、音速の変化をＣＰＵ９により
容易に補正することができ、そのため、ＣＰＵ９による
演算処理に際し、施工前の反射音波パルス２３と施工後
の反射音波パルス２４とを精度良く照合させることがで
きるばかりでなく、コーティング材２２の末端部の位置
を正確に認識しかつ特定することができる。

【００３０】また実施例の装置では、上述の如く、配管
２０の内部に向けて特定周波数の音波を送信するスピー
カ１と、該スピーカ１に対し複数種類の周波数対応の電
気信号を順次印加する信号発生回路３と、スピーカ１か
らの反射音波を受信するマイクロホン４と、マイクロホ
ン４からの反射音波パルス２３，２４を取り込み、それ
に基づき演算して補修後のコーティング材２２の末端部
の位置を認識しかつ特定するＣＰＵ９とを有して構成し
たので、上記方法を的確に実施し得る。

【００３１】なお図示実施例では、ＣＰＵ９は、処理に
際し、補修前の反射音波パルス２３の極大点２３ａ，補
修後の反射音波パルス２４の極大点２４ａを一ヶ所とし
た例を示したが、互いに大きさの似通った極大点が二箇
所以上ある場合もあり、そのような場合には、それぞれ
の複数箇所の極大点を用いて位置合わせすることがで
き、容易に対処することができる。

【００３２】また、ＣＰＵ９は、補修前の反射音波パル
ス２３の極大点２３ａと、補修後の反射音波パルス２４
の極大点２４ａとを位置合わせした後、双方のパルス２
３，２４の差を求め、この差分について概ね一波長程度
の区間の検波積分を全区間にわたって求め、この結果を
元の信号の検波積分した値等で演算することにより、コ
ーティング材２２の末端部の位置を特定するようにした
例を示したが、以下のようにもすることができる。例え
ば、補修前の反射音波パルス２３の極大点２３ａと、補
修後の反射音波パルス２４の極大点２４ａとを位置合わ
せした後、概ね一波長の区間の相互相関を全区間にわた
って求め、相関の低い部分が変化の大きいことを利用し
てコーティング材２２の末端位置を演算することによ
り、認識しかつ特定するようにしてもよい。さらに、表
示器１３には、ＣＰＵ９の処理結果に基づきコーティン
グ材２２の末端部の波形２５を表示すると共に、その末
端部と、配管２０，本管２１間の接続部との間の距離寸
法を表示するようにした例を示したが、これに限らず、
例えばコーティング末端部の波形２５に距離を表すカー
ソルを重ねて表示させ、該カーソルを任意に移動させる
ことにより、作業者が距離を確認するようにすることも
可能である。またさらに、都市ガス用の配管２０に適用
した例を示したが、水道，下水，電気等の配管に適用し
ても同様の効果を得ることができるのは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明方法によれ
ば、配管の補修に際し、予め配管内に音波を送信すると
共に、その反射音波を受信し、次いで、配管のコーティ
ング材による補修後、配管内に音波を送信すると共にそ
の反射音波を受信し、その後、配管補修前の反射音波波
形と、配管補修後の反射音波波形とを比較して相違波形
部を検出し、該相違波形部により配管内部におけるコー
ティング材の位置を認識しかつ特定し得るように構成し
たので、パイプカメラやファィバスコープを用いる従来
技術に比較し、配管にカメラなどを挿入する作業がいっ
さい不要になるので、コーティング材が配管に対しどこ
まで施工されたか否かを極めて簡単にかつ確実に判断す
ることができると共に、作業性の大幅な簡素化を図るこ
とができる効果がある。

【００３４】また、本発明装置によれば、配管の開口先
端部に装着され、配管の補修前と補修後とに特定周波数
の音波を送信する音波送信子と、該音波送信子に対し複
数種類からなる特定周波数対応の電気信号を印加する信
号発生回路と、配管の開口先端部に音波送信子と共に装
着され、音波送信子からの反射音波を受信する反射音波
受信子と、配管補修前の反射音波パルスと配管補修後の
反射音波パルスとを比較して差を求め、求めた差に基づ
き配管補修後のコーティング材の末端部の位置を認識
し、かつ特定する手段とを有するので、上記方法を的確
に実施し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための配管内コーティン
グ位置検出装置の一実施例を示す構成ブロック図。

【図２】配管内コーティング位置検出装置をガス配管に
適用したときの説明図。

【図３】補修前の反射音波パルスを示す波形図（ａ），
補修後の反射音波パルスを示す（ｂ）及び強調表示され
たコーティング材の末端部を示す波形図（ｃ）。

【符号の説明】

１…音波送信子としてのスピーカ、３…信号発生回路、
４…反射音波受信子としてのマイクロホン、９…ＣＰ
Ｕ、１３…表示器、２０…配管、２１…本管、２２…コ
ーティング材、２４ｂ…コーティング材の末端部の波
形、２５…コーティング材の末端部の強調波形。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イ）配管の補修に際し、予め配管内にそ
   の先端開口部から音波を送信すると共に、その反射音波
   を配管の先端開口部から受信し、ロ）次いで、配管のコ
   ーティング材による補修後、上記イ）と同様配管内に音
   波を送信すると共にその反射音波を受信し、ハ）その
   後、配管補修前の反射音波波形と、配管補修後の反射音
   波波形とを比較して相違波形部を検出し、該相違波形部
   により配管内部におけるコーティング材の位置を認識し
   かつ特定することを特徴とする配管内コーティング位置
   検出方法。
2. 【請求項２】 本管に接続されかつ該本管より内径の小
   さな配管の内周部にコーティング材を補修したとき、配
   管内のコーティング材の末端部の位置を認識しかつ特定
   する装置であって、配管の開口先端部に装着され、配管
   の補修前と補修後とに特定周波数の音波を送信する音波
   送信子と、該音波送信子に対し複数種類からなる特定周
   波数対応の電気信号を印加する信号発生回路と、配管の
   開口先端部に音波送信子と共に装着され、音波送信子か
   らの反射音波を受信する反射音波受信子と、配管補修前
   の反射音波パルスと配管補修後の反射音波パルスとを比
   較して差を求め、求めた差に基づき配管補修後のコーテ
   ィング材の末端部の位置を認識し、かつ特定する手段と
   を有することを特徴とする配管内コーティング位置検出
   装置。