JPH10185745A - 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法 - Google Patents

配管漏洩位置特定方法における信号処理方法

Info

Publication number
JPH10185745A
JPH10185745A JP8341930A JP34193096A JPH10185745A JP H10185745 A JPH10185745 A JP H10185745A JP 8341930 A JP8341930 A JP 8341930A JP 34193096 A JP34193096 A JP 34193096A JP H10185745 A JPH10185745 A JP H10185745A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cross
signal processing
sound wave
pipe
spectrum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8341930A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3295682B2 (ja
Inventor
Kiyousuke Wakasa
匡輔 若狭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
Priority to JP34193096A priority Critical patent/JP3295682B2/ja
Publication of JPH10185745A publication Critical patent/JPH10185745A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3295682B2 publication Critical patent/JP3295682B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音波信号に漏洩音波以外のノイズによる特定
周波数のピークが存在する場合であっても正確に漏洩位
置を特定することができる音響式漏洩位置特定装置を提
供することである。 【解決手段】 2つの音波信号のそれぞれをフーリエ変
換し、このフーリエ変換した2つの音波信号に基づいて
クロススペクトルを算出し、このクロススペクトルを位
相特性と振幅特性とに分け、この振幅特性に平滑化処理
を行うとともに不必要帯域の零値化を行って信号処理後
の振幅特性とし、この信号処理後の振幅特性と前記クロ
ススペクトルの位相特性とで信号処理後のクロススペク
トルを作成し、この信号処理後のクロススペクトルを逆
フーリエ変換することによって前記2つの音波信号の相
互相関関数を求め、この相互相関関数に基づいて前記配
管の漏洩位置を特定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は配管漏洩位置特定方
法における信号処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスや水道等の土中埋設配管は腐食等に
よって穴が空き、管内の輸送対象物が漏洩してしまうこ
とがある。このような場合、漏洩位置を精度よく特定
し、その漏洩位置だけを掘り起こして修理するのが望ま
しい。
【0003】従来から、配管の漏洩位置を特定する方法
として音波式の配管漏洩位置特定方法が知られている。
たとえば、特開平5−87669号公報に開示された配
管漏洩検査方法は、水、油等を輸送する配管における漏
洩位置を特定する方法であり、この方法は、配管上の2
点で音圧を検出し、この2点で得た音圧の信号を相互相
関法にて処理することによって2点に漏洩音波が伝わる
までの伝搬時間の差を求め、この伝搬時間の差に基づい
て漏洩位置を特定する方法である。
【0004】たとえば、図15を参照すると、配管1上
の任意の2点(点Aと点B)に音波測定手段としてのマ
イク2およびマイク3を取り付け、このマイク2、3に
よって点Cの漏洩位置からの漏洩音波を測定する。そし
て、マイク2で得た音波信号とマイク3で得た音波信号
とを相互相関法にて処理することによって2点に漏洩音
波が伝わるまでの伝搬時間の差を求め、この伝搬時間の
差に基づいて漏洩位置である点Cを特定することができ
る。
【0005】所定の時間tにおけるマイク2で得た音波
信号f1 (t)およびマイク3で得た音波信号f2
(t)は、たとえば数1のように近似することができ
る。
【0006】
【数1】 数1において、G1 は漏洩音が漏洩位置からマイク2に
到達する際のゲインであり、G2 は漏洩音が漏洩位置か
らマイク3に到達する際のゲインであり、R(t)は所
定の時間tにおける漏洩位置における漏洩音波信号であ
り、t1 は漏洩音が漏洩位置からマイク2に到達するの
にかかる時間であり、t2 は漏洩音が漏洩位置からマイ
ク3に到達するのにかかる時間である。
【0007】そして、マイク2で得た音波信号f1
(t)とマイク3で得た音波信号f2 (t)との相互相
関関数はγ12(τ)はたとえば数2で近似される。ただ
し、数2のγ12(τ)は正規化された相互相関関数であ
る。この正規化を行うことにより、波形の大きさによら
ない検出を行うことができるようになる。
【0008】
【数2】 数2において、Tはt1 、t2 や(t1 +t2 )と比べ
て十分に大きな時間である。また、τは信号(t)と信
号f2 (t)とをずらす時間差である。
【0009】γ12(τ)がピークを示す時間差τは、時
間t1 と時間t2 との差である。これを用いて、さらに
マイク2からマイク3までのマイク間の距離がわかれ
ば、漏洩位置の特定を行うことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】マイク2、3で得た音
波信号にはさまざまな周波数が存在するが、ある周波数
では漏洩音波以外のノイズのレベルが突出したピークを
示し、ノイズのレベルが漏洩音波のレベルよりも勝って
いるような場合がある。このような場合、従来の漏洩位
置特定方法では、漏洩位置の測定精度を劣化させたり、
ときには測定結果を誤らせる原因となってしまう。
【0011】この対策として、マイク2、3で得た音波
信号に対してノイズをカットするような周波数フィルタ
をかけ、フィルタを通過した音波信号を用いて相互相関
関数を演算することが考えられる。しかし、ノイズのピ
ーク周波数、レベル、周波数帯域幅が不確定であるた
め、この方法では、ノイズカット用フィルタを音波信号
の測定ごとに設計し処理しなければならず、その調整に
は時間がかかるとともに高い解析能力が必要となる。ま
た、最大レベルのピークのノイズをカットすることがで
きたとしても、今度は他のピークのノイズが支配的にな
ってしまう場合もあり、その調整は難しい。
【0012】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、音波信号に漏洩音波以外のノイズによる特定周波
数のピークが存在する場合であっても正確に漏洩位置を
特定することができる音響式漏洩位置特定装置を提供す
ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、配管の両端に第1および第2の音波測定
手段を取り付けてこの第1および第2の音波測定手段で
検出した2つの音波信号の伝搬時間差に基づいて前記配
管の漏洩位置を特定する配管漏洩位置特定方法における
信号処理方法において、前記2つの音波信号のそれぞれ
をフーリエ変換し、このフーリエ変換した2つの音波信
号に基づいてクロススペクトルを算出し、このクロスス
ペクトルを位相特性と振幅特性とに分け、この振幅特性
に平滑化処理を行うとともに不必要帯域の零値化を行っ
て信号処理後の振幅特性とし、この信号処理後の振幅特
性と前記クロススペクトルの位相特性とで信号処理後の
クロススペクトルを作成し、この信号処理後のクロスス
ペクトルを逆フーリエ変換することによって前記2つの
音波信号の相互相関関数を求め、この相互相関関数に基
づいて前記配管の漏洩位置を特定することを特徴とす
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
する。
【0015】図1は、本発明による配管漏洩位置特定方
法における信号処理方法を実現するシステムのブロック
図である。
【0016】本実施の形態では、漏洩音波が広い周波数
帯域にわたってほぼ同レベルの成分を有する白色音に近
い音波であることを利用して、ノイズによるピークを除
去する。また、本実施の形態では、ある2つの信号の相
互相関関数が、その2つの信号のスペクトルを用いて求
められるクロススペクトルを逆フーリエ変換することに
よっても求められることを利用する。
【0017】ここで、配管に対するマイクの取付状態は
従来と同様であるので、図15も参照して説明する。
【0018】図15のように配管1に取付けられたマイ
ク2、3は、配管1を伝わる音波を検出し、音波信号と
して出力する。この音波信号は、アンプ4、5で増幅さ
れ、データ処理部6に入力される。データ処理部6では
本発明による配管漏洩位置特定方法における信号処理に
よって漏洩位置を特定し、表示部8では配管の漏洩位置
を表示する。メモリ7は、データ処理部6の処理におい
て必要に応じて処理データの一時記憶を行う。
【0019】図2は、図1に示したデータ処理部6にお
いて行う配管漏洩位置特定方法における信号処理のフロ
ーチャートである。
【0020】まず、マイク2および3で得た音波信号
は、それぞれA/D変換されるとともにフーリエ変換さ
れる(F−1)。マイク3で得た音波信号の一例を図3
に示し、マイク2で得た音波信号の一例を図4に示す。
ステップ(F−1)のフーリエ変換はたとえばFFT等
で行えばよい。そして、フーリエ変換によって得られた
スペクトルを用いてクロススペクトルを求める(F−
2)。このクロススペクトルの一例を図5に示す。次
に、求めたクロススペクトルを位相特性と振幅特性とに
分け(F−3)、振幅特性にのみ以下のような信号処理
を施す。ここで、振幅特性の一例を図6に示し、位相特
性の一例を図7に示す。
【0021】まず、クロススペクトルの振幅特性の平滑
化を行う(F−4)。この平滑化処理としては、たとえ
ば、移動平均化、対数化、対数化+移動平均化、均一値
化等のいずれかを行う。この4種類の平滑化処理は、振
幅の大きい帯域の情報を主に抽出したい場合、帯域すべ
ての位相情報を均等に抽出したい場合など、その場合に
応じて選択すればよい。平滑化処理として対数化を行っ
た場合の振幅特性の一例を図8に示す。次に、クロスス
ペクトルの振幅特性の不必要帯域を零値化する(F−
5)。この不必要帯域を零値化した振幅特性の一例を図
9に示す。
【0022】次に、ステップ(F−4)および(F−
5)で修正した振幅特性と、ステップ(F−3)で分け
られた位相特性とによって、クロススペクトルを作成す
る(F−6)。このクロススペクトルの一例を図10に
示す。そして、このステップ(F−6)で作成したクロ
ススペクトルを逆フーリエ変換する(F−7)。この逆
フーリエ変換によって、ノイズによるピークを除去した
相互相関関数が得られる。この相互相関関数の一例を図
11に示す。ステップ(F−8)では、この相互相関関
数に基づき、漏洩位置の特定を行う。
【0023】図12は、図5に示したクロススペクトル
を逆フーリエ変換することによって得られる相互相関関
数、すなわち本発明による信号処理を施していない相互
相関関数である。図11に示した相互相関関数と図12
に示した相互相関関数とを比較してわかるように、図1
2では相互相関関数のピークが明確でないのに対し、図
11ではピークが明確に現れており漏洩位置の特定を正
確に行うことができる。
【0024】なお、図13は、図2のステップ(F−
4)で行う平滑化処理として均一値化を行いさらに図2
のステップ(F−5)での不必要帯域の零値化を行った
振幅特性の一例を示す図である。また、図14は、図1
3に示した振幅特性と図7に示した位相特性とによって
作成したクロススペクトルを示す図である。この場合に
もピークが明確な相互相関関数を得ることができ、漏洩
位置の特定を正確に行うことができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音波信号に漏洩音波以外のノイズによる特定周波数のピ
ークが存在する場合であっても正確に漏洩位置を特定す
ることができる音響式漏洩位置特定装置を提供すること
ができる。
【0026】すなわち、本発明によれば、マイクで測定
した音波信号が突出したピークを持つ周波数特性であっ
ても、漏洩位置の誤検知を防ぐことができる。
【0027】また、漏洩音波がノイズに比べて優位性
(レベルが高い)を持つ周波数帯域を全域にわたって漏
洩位置特定情報を取り込むため、検知能力を向上するこ
とができる。
【0028】また、従来のピークカット方法に比べ、調
整の作業が少なく、さらに計算量も少なくて済み、効率
的に漏洩位置特定の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による配管漏洩位置特定方法における信
号処理方法を実現するシステムのブロック図である。
【図2】図1に示したデータ処理部において行う配管漏
洩位置特定方法における信号処理のフローチャートであ
る。
【図3】マイク3で得た音波信号の一例を示す図であ
る。
【図4】マイク2で得た音波信号の一例を示す図であ
る。
【図5】クロススペクトルの一例を示す図である。
【図6】振幅特性の一例を示す図である。
【図7】位相特性の一例を示す図である。
【図8】平滑化処理として対数化を行った場合の振幅特
性の一例を示す図である。
【図9】不必要帯域を零値化した振幅特性の一例を示す
図である。
【図10】図2のステップ(F−4)および(F−5)
で修正した振幅特性と、ステップ(F−3)で分けられ
た位相特性とによって作成したクロススペクトルの一例
を示す図である。
【図11】図2のステップ(F−6)で作成したクロス
スペクトルを逆フーリエ変換して得られた相互相関関数
の一例を示す図である。
【図12】図5に示したクロススペクトルを逆フーリエ
変換することによって得られた相互相関関数を示す図で
ある。
【図13】図2のステップ(F−4)で行う平滑化処理
として均一値化を行いさらに図2のステップ(F−5)
での不必要帯域の零値化を行った振幅特性の一例を示す
図である。
【図14】図13に示した振幅特性と図7に示した位相
特性とによって作成したクロススペクトルを示す図であ
る。
【図15】配管に対するマイクの取付状態を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 配管 2、3 マイク 4、5 アンプ 6 データ処理部 7 メモリ 8 表示部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配管の両端に第1および第2の音波測定
    手段を取り付けて該第1および第2の音波測定手段で検
    出した2つの音波信号の伝搬時間差に基づいて前記配管
    の漏洩位置を特定する配管漏洩位置特定方法における信
    号処理方法において、 前記2つの音波信号のそれぞれをフーリエ変換し、該フ
    ーリエ変換した2つの音波信号に基づいてクロススペク
    トルを算出し、該クロススペクトルを位相特性と振幅特
    性とに分け、該振幅特性に平滑化処理を行うとともに不
    必要帯域の零値化を行って信号処理後の振幅特性とし、
    該信号処理後の振幅特性と前記クロススペクトルの位相
    特性とで信号処理後のクロススペクトルを作成し、該信
    号処理後のクロススペクトルを逆フーリエ変換すること
    によって前記2つの音波信号の相互相関関数を求め、該
    相互相関関数に基づいて前記配管の漏洩位置を特定する
    ことを特徴とする配管漏洩位置特定方法における信号処
    理方法。
  2. 【請求項2】 前記平滑化処理が移動平均化処理である
    ことを特徴とする請求項1に記載の配管漏洩位置特定方
    法における信号処理方法。
  3. 【請求項3】 前記平滑化処理が対数化処理であること
    を特徴とする請求項1に記載の配管漏洩位置特定方法に
    おける信号処理方法。
  4. 【請求項4】 前記平滑化処理が均一値化処理であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の配管漏洩位置特定方法
    における信号処理方法。
JP34193096A 1996-12-20 1996-12-20 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法 Expired - Lifetime JP3295682B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34193096A JP3295682B2 (ja) 1996-12-20 1996-12-20 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34193096A JP3295682B2 (ja) 1996-12-20 1996-12-20 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10185745A true JPH10185745A (ja) 1998-07-14
JP3295682B2 JP3295682B2 (ja) 2002-06-24

Family

ID=18349861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34193096A Expired - Lifetime JP3295682B2 (ja) 1996-12-20 1996-12-20 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3295682B2 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292302A (ja) * 1999-02-01 2000-10-20 Mitsubishi Electric Corp 異常箇所検出装置
EP1120639A2 (de) * 2000-01-24 2001-08-01 Hermann Sewerin GmbH Verfahren zur Feststellung eines Lecks in einer Rohrleitung
KR100627697B1 (ko) 2005-01-20 2006-09-25 학교법인 성균관대학 배관의 이상상태 판별 장치
JP2009128129A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Osaka Gas Co Ltd 配管漏洩箇所検出方法
JP2012132847A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 漏洩検出システム
KR101381469B1 (ko) * 2013-08-21 2014-04-04 한국원자력연구원 매설배관 누설 탐지용 상호상관함수기법의 정확도 향상을 위한 기계 잡음 제거 방법
KR101414374B1 (ko) * 2012-11-26 2014-07-01 한국원자력연구원 반사파의 영향을 제거한 배관 누설지점 추정 시스템 및 방법
JP2015102486A (ja) * 2013-11-27 2015-06-04 積水化学工業株式会社 欠陥位置の特定方法
CN109945075A (zh) * 2019-03-07 2019-06-28 三川智慧科技股份有限公司 一种供水管道泄漏程度检测方法及装置
US10634578B2 (en) 2018-06-14 2020-04-28 Korea Atomic Energy Research Institute Apparatus and method of detecting leakage of pipe by using distance difference-frequency analysis

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102529265B1 (ko) 2020-08-26 2023-05-04 한국원자력연구원 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치 및 방법

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292302A (ja) * 1999-02-01 2000-10-20 Mitsubishi Electric Corp 異常箇所検出装置
EP1120639A2 (de) * 2000-01-24 2001-08-01 Hermann Sewerin GmbH Verfahren zur Feststellung eines Lecks in einer Rohrleitung
EP1120639A3 (de) * 2000-01-24 2002-05-29 Hermann Sewerin GmbH Verfahren zur Feststellung eines Lecks in einer Rohrleitung
KR100627697B1 (ko) 2005-01-20 2006-09-25 학교법인 성균관대학 배관의 이상상태 판별 장치
JP2009128129A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Osaka Gas Co Ltd 配管漏洩箇所検出方法
JP2012132847A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 漏洩検出システム
KR101414374B1 (ko) * 2012-11-26 2014-07-01 한국원자력연구원 반사파의 영향을 제거한 배관 누설지점 추정 시스템 및 방법
KR101381469B1 (ko) * 2013-08-21 2014-04-04 한국원자력연구원 매설배관 누설 탐지용 상호상관함수기법의 정확도 향상을 위한 기계 잡음 제거 방법
JP2015102486A (ja) * 2013-11-27 2015-06-04 積水化学工業株式会社 欠陥位置の特定方法
US10634578B2 (en) 2018-06-14 2020-04-28 Korea Atomic Energy Research Institute Apparatus and method of detecting leakage of pipe by using distance difference-frequency analysis
CN109945075A (zh) * 2019-03-07 2019-06-28 三川智慧科技股份有限公司 一种供水管道泄漏程度检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3295682B2 (ja) 2002-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3295682B2 (ja) 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法
US6481287B1 (en) Fluid temperature measurement
JP3688400B2 (ja) 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法
CN109238436B (zh) 混响水池中瞬态声源特性的测量方法
JPH08508808A (ja) 導管網中の漏れ箇所の特定装置および方法
US20200378825A1 (en) Transducer transfer impedance calibration device based on spatial frequency domai smoothing technology
JPH11271168A (ja) 漏洩検知方法
US10948376B2 (en) Apparatus and method of detecting leak sound in plant equipment using time-frequency transformation
DE3607913C1 (en) Method for locating leaks in pipelines
GB2519142A (en) Signal processing system and method
JP3688415B2 (ja) 配管漏洩位置特定方法における外部ノイズ判定方法
JPH1164152A (ja) ガス配管の漏洩位置標定方法および装置
JPH11210999A (ja) 相関法による管路系の漏洩位置特定方法
JP3639160B2 (ja) 異常箇所検出装置
JPH0587669A (ja) 配管漏洩検査方法
JP3535329B2 (ja) 音響式漏洩位置特定装置
JPS62297741A (ja) 管路系流体の漏洩場所検出方法
Holmer et al. Transmission of sound through pipe walls in the presence of flow
US11067546B2 (en) Estimating apparatus and estimating method
JP2000221020A (ja) 異常箇所検出装置
JP3295681B2 (ja) 配管漏洩位置特定方法における漏洩位置表示方法
JP2006308563A (ja) 配管漏洩箇所検出方法
JPH10160614A (ja) 音響式漏洩位置特定装置
US12058498B2 (en) Noise detection device and method thereof
JP3639145B2 (ja) 異常箇所検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020326

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100405

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110405

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120405

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130405

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130405

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140405

Year of fee payment: 12

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term