JPH11125623A - 配管構造調査方法 - Google Patents
配管構造調査方法Info
- Publication number
- JPH11125623A JPH11125623A JP9288483A JP28848397A JPH11125623A JP H11125623 A JPH11125623 A JP H11125623A JP 9288483 A JP9288483 A JP 9288483A JP 28848397 A JP28848397 A JP 28848397A JP H11125623 A JPH11125623 A JP H11125623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic
- piping structure
- joint
- acoustic signal
- signal
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 継ぎ手や故障の種類についても判別可能にす
る。 【解決手段】 スピーカ１０から管端１８を経て配管構
造物１６の内部に音響信号を送信し反射波をマイク１２
によって受信するという動作を、送信周波数をスイープ
させながらあるいは擬似雑音信号を用いて、行う。受信
の結果に基づき各継ぎ手３２−１、３２−２及び３２−
３の音響信号反射率の周波数特性を検出し、これを継ぎ
手の種類毎にあらかじめ測定されている周波数特性と比
較することにより、各継ぎ手３２−１、３２−２及び３
２−３の種類を判別する。
る。 【解決手段】 スピーカ１０から管端１８を経て配管構
造物１６の内部に音響信号を送信し反射波をマイク１２
によって受信するという動作を、送信周波数をスイープ
させながらあるいは擬似雑音信号を用いて、行う。受信
の結果に基づき各継ぎ手３２−１、３２−２及び３２−
３の音響信号反射率の周波数特性を検出し、これを継ぎ
手の種類毎にあらかじめ測定されている周波数特性と比
較することにより、各継ぎ手３２−１、３２−２及び３
２−３の種類を判別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響信号の送受信
により配管構造を調査する配管構造調査方法に関する。
により配管構造を調査する配管構造調査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】埋設管（ガス管、水道
管、通信ケーブル等）の維持補修作業に際して、その埋
設管の構造を調査しなければならないことがある。埋設
管の構造を調査する方法としては試掘を行うという方法
があるが、この方法は多大な労力と時間とを要する。試
掘を行うことなく構造を調査できるようにした技術とし
ては、特開昭５３−９２１８８号公報、特開昭６１−２
９７５７号公報、特開昭６１−２９７５８号公報等に記
載のあるように、埋設管の管端から内部に向けて音響信
号を送信し、埋設管の内部からの反射波を受信し、受信
した反射波が送信した音響信号に対してどの程度減衰し
ているかを検出し、その結果に基づいて、口径が変化し
ている部位の存在及び管端からその部位までの距離を検
出する、という技術がある。この技術を利用した調査を
実施する際には、音響信号を送信するためのスピーカや
反射波を受信するためのマイクを管端に装着するのみで
よく、試掘は不要であるから、作業者の労力は軽くな
り、また時間や費用も短縮乃至軽減される。
管、通信ケーブル等）の維持補修作業に際して、その埋
設管の構造を調査しなければならないことがある。埋設
管の構造を調査する方法としては試掘を行うという方法
があるが、この方法は多大な労力と時間とを要する。試
掘を行うことなく構造を調査できるようにした技術とし
ては、特開昭５３−９２１８８号公報、特開昭６１−２
９７５７号公報、特開昭６１−２９７５８号公報等に記
載のあるように、埋設管の管端から内部に向けて音響信
号を送信し、埋設管の内部からの反射波を受信し、受信
した反射波が送信した音響信号に対してどの程度減衰し
ているかを検出し、その結果に基づいて、口径が変化し
ている部位の存在及び管端からその部位までの距離を検
出する、という技術がある。この技術を利用した調査を
実施する際には、音響信号を送信するためのスピーカや
反射波を受信するためのマイクを管端に装着するのみで
よく、試掘は不要であるから、作業者の労力は軽くな
り、また時間や費用も短縮乃至軽減される。
【０００３】しかしながら、反射波のレベル検出値に基
づき口径変化部位を検出するだけでは、その口径変化部
位がどのような部位なのかに関する情報を得ることはで
きない。即ち、音響信号の反射をもたらす部位（本願で
は「音響的不連続部」と呼ぶ）としては、メカニカル継
ぎ手、エルボ、分岐等の部材（本願ではこの種の部材を
総称して「継ぎ手」と呼ぶ）や、つぶれ、曲がり等の変
形（本願ではこれらの変形を総称して「故障」又は「故
障箇所」と呼ぶ）がある。埋設管の維持補修作業に際し
ては、音響的不連続部が継ぎ手なのか故障箇所なのか、
あるいはその音響的不連続部がどの種類の継ぎ手（若し
くは故障）なのか、に関する情報が得られると便利であ
るが、従来の調査方法ではそのような情報は得られな
い。
づき口径変化部位を検出するだけでは、その口径変化部
位がどのような部位なのかに関する情報を得ることはで
きない。即ち、音響信号の反射をもたらす部位（本願で
は「音響的不連続部」と呼ぶ）としては、メカニカル継
ぎ手、エルボ、分岐等の部材（本願ではこの種の部材を
総称して「継ぎ手」と呼ぶ）や、つぶれ、曲がり等の変
形（本願ではこれらの変形を総称して「故障」又は「故
障箇所」と呼ぶ）がある。埋設管の維持補修作業に際し
ては、音響的不連続部が継ぎ手なのか故障箇所なのか、
あるいはその音響的不連続部がどの種類の継ぎ手（若し
くは故障）なのか、に関する情報が得られると便利であ
るが、従来の調査方法ではそのような情報は得られな
い。
【０００４】更に、従来の方法では、音響的不連続部の
種類の特定まではできないものの、反射波のレベル検出
値が送信した音響信号のレベルに対してどの程度低下し
ているかにより、どの程度の口径変化が生じているかを
検出することができる。しかし、埋設管に複数個の音響
的不連続部があるときに、管端から数えて例えば２番目
に近い位置にある音響的不連続部における口径変化を知
ろうとしても、正確には知ることができない。即ち、管
端から数えて例えば１番目に近い位置にある音響的不連
続部を通過する際の音響信号の減衰（通過減衰）の量
は、当該１番目の音響的不連続部の種類によって、異な
る。従って、音響的不連続部の種類を特定できない従来
の方法では、管端から数えて例えば２番目に近い位置に
ある音響的不連続部からの反射波に現れているレベル低
下のうち、どの部分が当該２番目の音響的不連続部にお
ける口径変化によるものであってどの部分が１番目の音
響的不連続部における通過減衰によるものであるのか
を、分離して認識することができない。このような認識
が可能でない以上、従来の方法によれば、２番目以遠の
音響的不連続部については不正確な検出しかなしえな
い。
種類の特定まではできないものの、反射波のレベル検出
値が送信した音響信号のレベルに対してどの程度低下し
ているかにより、どの程度の口径変化が生じているかを
検出することができる。しかし、埋設管に複数個の音響
的不連続部があるときに、管端から数えて例えば２番目
に近い位置にある音響的不連続部における口径変化を知
ろうとしても、正確には知ることができない。即ち、管
端から数えて例えば１番目に近い位置にある音響的不連
続部を通過する際の音響信号の減衰（通過減衰）の量
は、当該１番目の音響的不連続部の種類によって、異な
る。従って、音響的不連続部の種類を特定できない従来
の方法では、管端から数えて例えば２番目に近い位置に
ある音響的不連続部からの反射波に現れているレベル低
下のうち、どの部分が当該２番目の音響的不連続部にお
ける口径変化によるものであってどの部分が１番目の音
響的不連続部における通過減衰によるものであるのか
を、分離して認識することができない。このような認識
が可能でない以上、従来の方法によれば、２番目以遠の
音響的不連続部については不正確な検出しかなしえな
い。
【０００５】
【発明の概要】本発明の第１の目的は、音響的不連続部
の種類を特定できるようにすると共に、音響的不連続部
が複数ある場合にも各音響的不連続部を正確に検出でき
その種類を特定できるようにすることにある。また、本
発明の第２の目的は、一連の動作に要する時間を短縮す
ると共に、雑音を抑制できかつ小さな音響的不連続部も
検出できるようにすることにある。本発明の第３の目的
は、上述の第１及び第２の目的の達成を通じ、埋設管を
含め各種の配管の構造をより手軽に調査できるように
し、低コストでの維持補修等を可能にして事業者の負担
を軽減することにある。
の種類を特定できるようにすると共に、音響的不連続部
が複数ある場合にも各音響的不連続部を正確に検出でき
その種類を特定できるようにすることにある。また、本
発明の第２の目的は、一連の動作に要する時間を短縮す
ると共に、雑音を抑制できかつ小さな音響的不連続部も
検出できるようにすることにある。本発明の第３の目的
は、上述の第１及び第２の目的の達成を通じ、埋設管を
含め各種の配管の構造をより手軽に調査できるように
し、低コストでの維持補修等を可能にして事業者の負担
を軽減することにある。
【０００６】本発明においては、これらの目的を、音響
的不連続部の種類による音響信号反射の周波数特性の差
に着目して、達成している。即ち、本発明の発明者の知
見によれば、音響的不連続部における音響信号の反射
（具体的には反射率即ち入射した音響信号のレベルに対
する反射波のレベルの比により表せる）は、音響的不連
続部の種類に応じて、異なる周波数特性を呈する。例え
ば、メカニカル継ぎ手とエルボとでは（若しくは曲がり
とつぶれとでは、或いは継ぎ手と故障箇所とでは）周波
数対反射率特性が異なる。本発明においては、このよう
に反射に関する周波数特性が音響的不連続部の種類毎に
異なることに着目し、反射に関する周波数特性を検出し
てその結果から音響的不連続部の種類を判別する。
的不連続部の種類による音響信号反射の周波数特性の差
に着目して、達成している。即ち、本発明の発明者の知
見によれば、音響的不連続部における音響信号の反射
（具体的には反射率即ち入射した音響信号のレベルに対
する反射波のレベルの比により表せる）は、音響的不連
続部の種類に応じて、異なる周波数特性を呈する。例え
ば、メカニカル継ぎ手とエルボとでは（若しくは曲がり
とつぶれとでは、或いは継ぎ手と故障箇所とでは）周波
数対反射率特性が異なる。本発明においては、このよう
に反射に関する周波数特性が音響的不連続部の種類毎に
異なることに着目し、反射に関する周波数特性を検出し
てその結果から音響的不連続部の種類を判別する。
【０００７】更に、音響的不連続部の種類に応じて通過
減衰量が異なることに着目して各音響的不連続部の通過
減衰量を求め、２番目以遠の音響的不連続部について反
射に関する周波数特性を検出する際により管端により近
い音響的不連続部の通過減衰量を利用した補償処理を施
す。また、送信する音響信号として擬似雑音(PseudoNoi
se:ＰＮ)信号を用いることにより周波数対反射率特性の
検出における所要時間の短縮を実現する。更に、送信し
たＰＮ信号とその反射波の相関情報から周波数対反射率
特性を求めることにより、相関演算に含まれる平均化に
より目的外雑音を抑制し小型の音響的不連続部からの反
射波の検出を容易にする。また、相関処理の結果を周波
数領域に変換する際、送信した音響信号の自己相関を利
用してこの音響信号の特性を除去することにより、より
正確な検出を可能にする。
減衰量が異なることに着目して各音響的不連続部の通過
減衰量を求め、２番目以遠の音響的不連続部について反
射に関する周波数特性を検出する際により管端により近
い音響的不連続部の通過減衰量を利用した補償処理を施
す。また、送信する音響信号として擬似雑音(PseudoNoi
se:ＰＮ)信号を用いることにより周波数対反射率特性の
検出における所要時間の短縮を実現する。更に、送信し
たＰＮ信号とその反射波の相関情報から周波数対反射率
特性を求めることにより、相関演算に含まれる平均化に
より目的外雑音を抑制し小型の音響的不連続部からの反
射波の検出を容易にする。また、相関処理の結果を周波
数領域に変換する際、送信した音響信号の自己相関を利
用してこの音響信号の特性を除去することにより、より
正確な検出を可能にする。
【０００８】即ち、本発明の第１の構成に係る配管構造
調査方法は、配管構造にて生じうる複数種類の音響的不
連続部それぞれについて音響信号の反射に関する周波数
特性を予め調べて記憶しておき、調査すべき配管構造の
管端から当該配管構造の内部へと音響信号を送信し当該
配管構造の内部からその反射波を受信する送受信動作
を、複数の送信周波数にて実行することにより、上記配
管構造の内部にある音響的不連続部における反射に関す
る周波数特性を検出し、上記周波数特性に関しその検出
結果を記憶内容と照合することにより、受信した反射波
がどの種類の音響的不連続部からの反射波かを判別する
ことを特徴とする。
調査方法は、配管構造にて生じうる複数種類の音響的不
連続部それぞれについて音響信号の反射に関する周波数
特性を予め調べて記憶しておき、調査すべき配管構造の
管端から当該配管構造の内部へと音響信号を送信し当該
配管構造の内部からその反射波を受信する送受信動作
を、複数の送信周波数にて実行することにより、上記配
管構造の内部にある音響的不連続部における反射に関す
る周波数特性を検出し、上記周波数特性に関しその検出
結果を記憶内容と照合することにより、受信した反射波
がどの種類の音響的不連続部からの反射波かを判別する
ことを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の構成に係る配管構造調査方
法は、第１の構成において、上記複数の送信周波数につ
いての上記送受信動作を、単一の周波数成分を含む正弦
波信号を上記音響信号として利用して複数回に分けて行
うことを特徴とする。
法は、第１の構成において、上記複数の送信周波数につ
いての上記送受信動作を、単一の周波数成分を含む正弦
波信号を上記音響信号として利用して複数回に分けて行
うことを特徴とする。
【００１０】本発明の第３の構成に係る配管構造調査方
法は、第１の構成において、上記複数の送信周波数につ
いての上記送受信動作を、複数の周波数成分を含むＰＮ
信号を上記音響信号として利用して一度に行い、送信し
た音響信号を遅延させた信号と受信した反射波との相互
相関を求め、求めた相互相関にピークが現れる遅延時間
の近傍における相互相関の時間波形をフーリエ変換する
ことにより、上記周波数特性を検出することを特徴とす
る。本発明の第４の構成に係る配管構造調査方法は、第
３の構成において、送信した音響信号の自己相関を利用
して、上記フーリエ変換により得られる周波数特性か
ら、送信した音響信号の周波数特性を除去することを特
徴とする。
法は、第１の構成において、上記複数の送信周波数につ
いての上記送受信動作を、複数の周波数成分を含むＰＮ
信号を上記音響信号として利用して一度に行い、送信し
た音響信号を遅延させた信号と受信した反射波との相互
相関を求め、求めた相互相関にピークが現れる遅延時間
の近傍における相互相関の時間波形をフーリエ変換する
ことにより、上記周波数特性を検出することを特徴とす
る。本発明の第４の構成に係る配管構造調査方法は、第
３の構成において、送信した音響信号の自己相関を利用
して、上記フーリエ変換により得られる周波数特性か
ら、送信した音響信号の周波数特性を除去することを特
徴とする。
【００１１】本発明の第５の構成に係る配管構造調査方
法は、第１乃至第４の構成において、上記複数種類の音
響的不連続部それぞれにおける音響信号の通過減衰量若
しくはその周波数特性を予め調べて記憶しておき、上記
判別に際しては、その結果たる種類に対応した通過減衰
量若しくはその周波数特性を記憶内容から求め、受信し
た反射波から見て複数個の音響的不連続部が存在してい
ると見なせるときに、調査すべき配管構造の管端から数
えて２個目以遠の音響的不連続部については、その音響
的不連続部よりも管端に近い位置にある音響的不連続部
に係る通過減衰量若しくはその周波数特性に基づく補償
を施しつつ上記反射に関する周波数特性を検出すること
を特徴とする。
法は、第１乃至第４の構成において、上記複数種類の音
響的不連続部それぞれにおける音響信号の通過減衰量若
しくはその周波数特性を予め調べて記憶しておき、上記
判別に際しては、その結果たる種類に対応した通過減衰
量若しくはその周波数特性を記憶内容から求め、受信し
た反射波から見て複数個の音響的不連続部が存在してい
ると見なせるときに、調査すべき配管構造の管端から数
えて２個目以遠の音響的不連続部については、その音響
的不連続部よりも管端に近い位置にある音響的不連続部
に係る通過減衰量若しくはその周波数特性に基づく補償
を施しつつ上記反射に関する周波数特性を検出すること
を特徴とする。
【００１２】本発明の第６の構成に係る配管構造調査方
法は、第１乃至第５の構成において、上記音響的不連続
部が、配管構造を実現する際に用いられることがある継
ぎ手又は当該配管構造の内部にて生じうる故障箇所であ
り、上記判別が、受信した反射波に係る音響的不連続部
が継ぎ手かそれとも故障箇所かに関する継ぎ手／故障判
別、受信した反射波に係る音響的不連続部たる継ぎ手が
どの種類の継ぎ手かに関する継ぎ手種類判別、及び受信
した反射波に係る音響的不連続部たる故障箇所がどの種
類の故障に係るものかに関する故障種類判別のうちいず
れか又はこれらの任意の組合せであることを特徴とす
る。
法は、第１乃至第５の構成において、上記音響的不連続
部が、配管構造を実現する際に用いられることがある継
ぎ手又は当該配管構造の内部にて生じうる故障箇所であ
り、上記判別が、受信した反射波に係る音響的不連続部
が継ぎ手かそれとも故障箇所かに関する継ぎ手／故障判
別、受信した反射波に係る音響的不連続部たる継ぎ手が
どの種類の継ぎ手かに関する継ぎ手種類判別、及び受信
した反射波に係る音響的不連続部たる故障箇所がどの種
類の故障に係るものかに関する故障種類判別のうちいず
れか又はこれらの任意の組合せであることを特徴とす
る。
【００１３】以下、本発明の好適な実施形態に関し図面
に基づき説明する。なお、本願では、本発明を「配管構
造調査方法」に関する発明であると述べているが、本発
明は例えば「配管構造調査装置」等としても表現でき
る。更に、以下の説明では、継ぎ手の種類による周波数
対反射率特性の相違を使用し、継ぎ手の種類を判別する
例を示すが、本発明は、故障の種類を判別する構成や、
継ぎ手か故障かを判別する構成や、或いはこれら２乃至
３種類の判別機能を併有した構成とすることができる。
に基づき説明する。なお、本願では、本発明を「配管構
造調査方法」に関する発明であると述べているが、本発
明は例えば「配管構造調査装置」等としても表現でき
る。更に、以下の説明では、継ぎ手の種類による周波数
対反射率特性の相違を使用し、継ぎ手の種類を判別する
例を示すが、本発明は、故障の種類を判別する構成や、
継ぎ手か故障かを判別する構成や、或いはこれら２乃至
３種類の判別機能を併有した構成とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の第１実施形態に
係る装置の構成を示す。この図に示す装置は、スピーカ
１０、マイク１２及び温度センサ１４によって構成され
図２に示すように配管構造物１６の管端１８に装着され
るアセンブリ２０を備えている。スピーカ１０は、管端
１８から配管構造物１６の内部へと音響信号を送信する
手段であり、マイク１２は配管構造物１６内部からの反
射波を受信するための手段であり、温度センサ１４は後
述する音速の温度補正のため配管構造物１６の内部にお
ける温度を検出する手段である。
係る装置の構成を示す。この図に示す装置は、スピーカ
１０、マイク１２及び温度センサ１４によって構成され
図２に示すように配管構造物１６の管端１８に装着され
るアセンブリ２０を備えている。スピーカ１０は、管端
１８から配管構造物１６の内部へと音響信号を送信する
手段であり、マイク１２は配管構造物１６内部からの反
射波を受信するための手段であり、温度センサ１４は後
述する音速の温度補正のため配管構造物１６の内部にお
ける温度を検出する手段である。
【００１５】スピーカ１０を用いて音響信号を配管構造
物１６の内部に送信する回路としては、信号発生回路２
２及び増幅器２４が設けられている。信号発生回路２２
は、例えば１００Ｈｚ〜２ｋＨｚの帯域に属する周波数
の正弦波の波形を、例えば１００Ｈｚ刻みで格納するＲ
ＯＭ２６を備えている。ＲＯＭ２６上の波形データは、
Ｄ／Ａ変換器２８によって、例えば０．７秒以上間隔を
おいて（即ち配管構造物１６のうち調査対象としている
部分を音波が往復するのに要する時間以上の間隔をおい
て）読み出され、読み出された波形データに基づき１周
期分の正弦波がフィルタ３０に供給される。フィルタ３
０は、Ｄ／Ａ変換器２８から出力される１周期分の正弦
波を濾波及び波形整形して、増幅器２４に供給する。増
幅器２４は、この正弦波を増幅してスピーカ１０を駆動
する。すると、図３において“送信波”として表されて
いるように、１乃至数周期分の音響信号が配管構造物１
６の内部へ管端１８から送信されることになる。なお、
図３において１周期ではなくより多くの周期の信号が送
信されているのは、スピーカ１０の特性によるものであ
る。
物１６の内部に送信する回路としては、信号発生回路２
２及び増幅器２４が設けられている。信号発生回路２２
は、例えば１００Ｈｚ〜２ｋＨｚの帯域に属する周波数
の正弦波の波形を、例えば１００Ｈｚ刻みで格納するＲ
ＯＭ２６を備えている。ＲＯＭ２６上の波形データは、
Ｄ／Ａ変換器２８によって、例えば０．７秒以上間隔を
おいて（即ち配管構造物１６のうち調査対象としている
部分を音波が往復するのに要する時間以上の間隔をおい
て）読み出され、読み出された波形データに基づき１周
期分の正弦波がフィルタ３０に供給される。フィルタ３
０は、Ｄ／Ａ変換器２８から出力される１周期分の正弦
波を濾波及び波形整形して、増幅器２４に供給する。増
幅器２４は、この正弦波を増幅してスピーカ１０を駆動
する。すると、図３において“送信波”として表されて
いるように、１乃至数周期分の音響信号が配管構造物１
６の内部へ管端１８から送信されることになる。なお、
図３において１周期ではなくより多くの周期の信号が送
信されているのは、スピーカ１０の特性によるものであ
る。
【００１６】スピーカ１０によって配管構造物１６の内
部に送信された信号は、配管構造物１６にて生じている
各種の音響的不連続部、例えば継ぎ手によって反射され
る。例えば、図２に示されているように、配管構造物１
６上に、３個の継ぎ手３２−１、３２−２及び３２−３
があるとする。また、継ぎ手３２−１がいわゆるメカニ
カル継ぎ手であり、継ぎ手３２−２がエルボであり、継
ぎ手３２−３が分岐であるとする。このような構成の配
管構造物１６の内部に管端１８から音響信号が送信され
ると、送信された音響信号はまず直ちにマイク１２によ
り受信される（図３中の“直接波”）。
部に送信された信号は、配管構造物１６にて生じている
各種の音響的不連続部、例えば継ぎ手によって反射され
る。例えば、図２に示されているように、配管構造物１
６上に、３個の継ぎ手３２−１、３２−２及び３２−３
があるとする。また、継ぎ手３２−１がいわゆるメカニ
カル継ぎ手であり、継ぎ手３２−２がエルボであり、継
ぎ手３２−３が分岐であるとする。このような構成の配
管構造物１６の内部に管端１８から音響信号が送信され
ると、送信された音響信号はまず直ちにマイク１２によ
り受信される（図３中の“直接波”）。
【００１７】更に、配管構造物１６内部に送信された音
響信号は、継ぎ手３２−１につながる配管内を伝搬し、
継ぎ手３２−１に到達した音響信号の一部は継ぎ手３２
−１により管端１８方向へ反射され、残りの一部は継ぎ
手３２−１を介して継ぎ手３２−２方向に伝搬する。管
端１８から継ぎ手３２−１までの間を伝搬する間に音響
信号はこの配管の長さに比例した量Ｌ01の減衰を受け
る。更に、管端１８から送信された音響信号が継ぎ手３
２−１により反射され再度管端１８を経てマイク１２に
至るには、音波がこの配管内を往復するための時間が必
要である。従って、マイク１２は、図３において“１個
目の継ぎ手からの反射波”と表されているように、音響
信号の送信から時間ｔ01を経た時刻において、送信した
音響信号に比べて減衰した反射波を受信することにな
る。
響信号は、継ぎ手３２−１につながる配管内を伝搬し、
継ぎ手３２−１に到達した音響信号の一部は継ぎ手３２
−１により管端１８方向へ反射され、残りの一部は継ぎ
手３２−１を介して継ぎ手３２−２方向に伝搬する。管
端１８から継ぎ手３２−１までの間を伝搬する間に音響
信号はこの配管の長さに比例した量Ｌ01の減衰を受け
る。更に、管端１８から送信された音響信号が継ぎ手３
２−１により反射され再度管端１８を経てマイク１２に
至るには、音波がこの配管内を往復するための時間が必
要である。従って、マイク１２は、図３において“１個
目の継ぎ手からの反射波”と表されているように、音響
信号の送信から時間ｔ01を経た時刻において、送信した
音響信号に比べて減衰した反射波を受信することにな
る。
【００１８】更に、継ぎ手３２−１においては、図２中
Ｌ1で表される量の通過減衰が生じる。更に、継ぎ手３
２−１を通過した後、継ぎ手３２−２に至るまでの配管
において、音響信号は、この配管の長さに応じた量Ｌ12
の減衰を受ける。むろんこの配管内を音響信号が伝搬す
るにも、この配管の長さに応じた時間が必要である。従
って、配管３２−２において反射される音響信号は、図
３において“２個目”で示されているように、送信した
音響信号に比べまた継ぎ手３２−１による反射波に比べ
ても減衰した信号となっており、更に、継ぎ手３２−１
による反射波に対して継ぎ手３２−１から継ぎ手３２−
２に至る配管内を音響信号が往復するのに要する時間ｔ
12だけ遅れた時刻にマイク１２により受信されることに
なる。継ぎ手３２−３による反射に関しても同様の理論
が成り立つ。
Ｌ1で表される量の通過減衰が生じる。更に、継ぎ手３
２−１を通過した後、継ぎ手３２−２に至るまでの配管
において、音響信号は、この配管の長さに応じた量Ｌ12
の減衰を受ける。むろんこの配管内を音響信号が伝搬す
るにも、この配管の長さに応じた時間が必要である。従
って、配管３２−２において反射される音響信号は、図
３において“２個目”で示されているように、送信した
音響信号に比べまた継ぎ手３２−１による反射波に比べ
ても減衰した信号となっており、更に、継ぎ手３２−１
による反射波に対して継ぎ手３２−１から継ぎ手３２−
２に至る配管内を音響信号が往復するのに要する時間ｔ
12だけ遅れた時刻にマイク１２により受信されることに
なる。継ぎ手３２−３による反射に関しても同様の理論
が成り立つ。
【００１９】マイク１２は、このような波形を有する音
響信号を受信し、マイク１２の後段に設けられている増
幅器３４はマイク１２の電気出力を増幅してＡ／Ｄ変換
器３６に供給する。Ａ／Ｄ変換器３６は、増幅器３４の
出力や温度センサ１４の検知出力即ち配管構造物１６内
の温度を示す信号をディジタルデータに変換し、演算部
３８に供給する。演算部３８は、具体的にはＣＰＵによ
り実現することができ、機能的には距離検出部４０及び
判別部４２を備えている。更に、演算部３８にはＲＯＭ
４４が付設されており、また演算部３８における処理の
結果を出力する手段としては、表示部４６が設けられて
いる。
響信号を受信し、マイク１２の後段に設けられている増
幅器３４はマイク１２の電気出力を増幅してＡ／Ｄ変換
器３６に供給する。Ａ／Ｄ変換器３６は、増幅器３４の
出力や温度センサ１４の検知出力即ち配管構造物１６内
の温度を示す信号をディジタルデータに変換し、演算部
３８に供給する。演算部３８は、具体的にはＣＰＵによ
り実現することができ、機能的には距離検出部４０及び
判別部４２を備えている。更に、演算部３８にはＲＯＭ
４４が付設されており、また演算部３８における処理の
結果を出力する手段としては、表示部４６が設けられて
いる。
【００２０】演算部３８においては、まず、距離検出部
４０により、管端１８から継ぎ手３２−１までの距離ｄ
01、継ぎ手３２−１から継ぎ手３２−２までの距離ｄ12
及び継ぎ手３２−２から継ぎ手３２−３までの距離ｄ23
の演算が行われる。この演算は、音響信号の送信時刻や
各反射波の受信時刻の検出値から求めた時間ｔ01、ｔ12
及びｔ23を用いて次の式
４０により、管端１８から継ぎ手３２−１までの距離ｄ
01、継ぎ手３２−１から継ぎ手３２−２までの距離ｄ12
及び継ぎ手３２−２から継ぎ手３２−３までの距離ｄ23
の演算が行われる。この演算は、音響信号の送信時刻や
各反射波の受信時刻の検出値から求めた時間ｔ01、ｔ12
及びｔ23を用いて次の式
【数１】ｄ01＝ｖ×ｔ01／２ ｄ12＝ｖ×ｔ12／２ ｄ23＝ｖ×ｔ23／２ により行われる。上式中ｖは配管構造物１６内部におけ
る音響信号の伝搬速度であり、一般に、配管構造物１６
内の気体の種類とその温度Ｔの関数ｖ（Ｔ）で与えるこ
とができるため、距離検出部４０においては、温度セン
サ１４による検出の結果（具体的にはＡ／Ｄ変換器３６
により得られた温度を示すディジタルデータ）に基づ
き、音速ｖの温度補正も行っている。
る音響信号の伝搬速度であり、一般に、配管構造物１６
内の気体の種類とその温度Ｔの関数ｖ（Ｔ）で与えるこ
とができるため、距離検出部４０においては、温度セン
サ１４による検出の結果（具体的にはＡ／Ｄ変換器３６
により得られた温度を示すディジタルデータ）に基づ
き、音速ｖの温度補正も行っている。
【００２１】判別部４２は、Ａ／Ｄ変換器３６から供給
されるデータに基づき図３に示される直接波及び各反射
波のレベルを検出する。判別部４２は、更に、検出した
レベルに基づき、まず１個目の継ぎ手３２−１における
音響信号の反射率γ1を計算する。反射率γ1は次の式
されるデータに基づき図３に示される直接波及び各反射
波のレベルを検出する。判別部４２は、更に、検出した
レベルに基づき、まず１個目の継ぎ手３２−１における
音響信号の反射率γ1を計算する。反射率γ1は次の式
【数２】γ1＝Ｏ1／Ｉ1 ただし、Ｉ1＝Ｉ0−Ｌ01：継ぎ手３２−１に入力される
音響信号のレベル Ｏ1＝Ｒ1＋Ｌ01：継ぎ手３２−１にて反射される音響信
号のレベル Ｌ01＝α×ｄ01 Ｉ0：マイクにおける直接波の受信レベル Ｒ1：マイク１２における継ぎ手３２−１からの反射波
の受信レベル α：配管の単位長あたり減衰量（減衰率） により計算される。なお、減衰率αは、始め、使用する
各周波数毎に実験的に測定しておき、例えばＲＯＭ４４
上に格納しておくようにすればよい。
音響信号のレベル Ｏ1＝Ｒ1＋Ｌ01：継ぎ手３２−１にて反射される音響信
号のレベル Ｌ01＝α×ｄ01 Ｉ0：マイクにおける直接波の受信レベル Ｒ1：マイク１２における継ぎ手３２−１からの反射波
の受信レベル α：配管の単位長あたり減衰量（減衰率） により計算される。なお、減衰率αは、始め、使用する
各周波数毎に実験的に測定しておき、例えばＲＯＭ４４
上に格納しておくようにすればよい。
【００２２】判別部４２は、１個目の継ぎ手３２−１に
関する上述のような演算を、スピーカ１０による送信毎
に、即ちＲＯＭ２６上の波形データに基づき周期的に生
成されるさまざまな周波数それぞれについて、実行す
る。これによって、判別部４２は、１個目の継ぎ手３２
−１における音響信号の反射率γ1について、その周波
数特性を検出する。判別部４２は、このようにして検出
した周波数特性を、ＲＯＭ４４上に格納されているさま
ざまな継ぎ手についての反射特性データと比較する。
関する上述のような演算を、スピーカ１０による送信毎
に、即ちＲＯＭ２６上の波形データに基づき周期的に生
成されるさまざまな周波数それぞれについて、実行す
る。これによって、判別部４２は、１個目の継ぎ手３２
−１における音響信号の反射率γ1について、その周波
数特性を検出する。判別部４２は、このようにして検出
した周波数特性を、ＲＯＭ４４上に格納されているさま
ざまな継ぎ手についての反射特性データと比較する。
【００２３】即ち、この実施形態に係る装置を使用する
に際しては、あらかじめ、各種の継ぎ手についてその周
波数対音響信号反射率特性を測定し、これをデータとし
てＲＯＭ４４上に書き込んでおく。音響信号の反射率
は、図４に示すように、継ぎ手の種類によって異なる傾
向を示す周波数特性を有しているから、判別部４２は、
検出した反射率γ1の周波数特性をＲＯＭ４４上のデー
タと比較対照することにより、１個目の継ぎ手３２−１
が、例えばメカニカル継ぎ手である旨、特定することが
できる。
に際しては、あらかじめ、各種の継ぎ手についてその周
波数対音響信号反射率特性を測定し、これをデータとし
てＲＯＭ４４上に書き込んでおく。音響信号の反射率
は、図４に示すように、継ぎ手の種類によって異なる傾
向を示す周波数特性を有しているから、判別部４２は、
検出した反射率γ1の周波数特性をＲＯＭ４４上のデー
タと比較対照することにより、１個目の継ぎ手３２−１
が、例えばメカニカル継ぎ手である旨、特定することが
できる。
【００２４】判別部４２は、Ａ／Ｄ変換器３６から得ら
れるデータに加え、１個目の継ぎ手３２−１についての
その種類の測定の結果をも利用して、２個目の継ぎ手３
２−２に関する演算を行う。即ち、判別部４２は、２個
目の継ぎ手３２−２における音響信号の反射率γ2を、
次の式
れるデータに加え、１個目の継ぎ手３２−１についての
その種類の測定の結果をも利用して、２個目の継ぎ手３
２−２に関する演算を行う。即ち、判別部４２は、２個
目の継ぎ手３２−２における音響信号の反射率γ2を、
次の式
【数３】γ2＝Ｏ2／Ｉ2 ただし、Ｉ2＝Ｉ1−Ｌ1−Ｌ12：継ぎ手３２−２に入力
される音響信号のレベル Ｏ2＝Ｒ2＋Ｌ1＋Ｌ01＋Ｌ12：継ぎ手３２−２にて反射
される音響信号のレベル Ｌ12＝α×ｄ12 Ｒ2＝マイク１２における継ぎ手３２−２からの反射波
の受信レベル に従い演算する。上式中のＬ1即ち継ぎ手３２−１にお
ける通過減衰量は、継ぎ手３２−１の種類の特定結果に
よって決定される量である。即ち、継ぎ手３２−１が上
述のようにメカニカル継ぎ手である旨判別されたときに
は、判別部４２は、メカニカル継ぎ手における典型的な
通過減衰量Ｌ1を示すデータを例えばＲＯＭ４４から読
み込み、上の式による反射率γ2の計算に利用する。判
別部４２は、このようにして求めた反射率γ2について
も、反射率γ1について行ったと同様周波数特性を求
め、その結果により継ぎ手３２−２の種類を例えばエル
ボと特定する処理を実行する。継ぎ手３２−３について
も同様である。
される音響信号のレベル Ｏ2＝Ｒ2＋Ｌ1＋Ｌ01＋Ｌ12：継ぎ手３２−２にて反射
される音響信号のレベル Ｌ12＝α×ｄ12 Ｒ2＝マイク１２における継ぎ手３２−２からの反射波
の受信レベル に従い演算する。上式中のＬ1即ち継ぎ手３２−１にお
ける通過減衰量は、継ぎ手３２−１の種類の特定結果に
よって決定される量である。即ち、継ぎ手３２−１が上
述のようにメカニカル継ぎ手である旨判別されたときに
は、判別部４２は、メカニカル継ぎ手における典型的な
通過減衰量Ｌ1を示すデータを例えばＲＯＭ４４から読
み込み、上の式による反射率γ2の計算に利用する。判
別部４２は、このようにして求めた反射率γ2について
も、反射率γ1について行ったと同様周波数特性を求
め、その結果により継ぎ手３２−２の種類を例えばエル
ボと特定する処理を実行する。継ぎ手３２−３について
も同様である。
【００２５】演算部３８は、距離検出部４０によって検
出した距離ｄ01、ｄ12及びｄ23や判別部４２によって判
別された継ぎ手の種類に関する映像を、表示部４６の画
面上に表示させる。例えば、図５に示すように、各継ぎ
手の種類を示す図形や継ぎ手と継ぎ手の間の配管を示す
図形を画面上に表示させると共に、距離ｄ01、ｄ12及び
ｄ23を示す図形及び装置を表示部４６の画面上に表示さ
せる。このような表示を見ることにより、使用者は、配
管構造物１６上にある継ぎ手の種類や各継ぎ手の位置
を、正確に知ることができる。
出した距離ｄ01、ｄ12及びｄ23や判別部４２によって判
別された継ぎ手の種類に関する映像を、表示部４６の画
面上に表示させる。例えば、図５に示すように、各継ぎ
手の種類を示す図形や継ぎ手と継ぎ手の間の配管を示す
図形を画面上に表示させると共に、距離ｄ01、ｄ12及び
ｄ23を示す図形及び装置を表示部４６の画面上に表示さ
せる。このような表示を見ることにより、使用者は、配
管構造物１６上にある継ぎ手の種類や各継ぎ手の位置
を、正確に知ることができる。
【００２６】図６に、本発明の第２実施形態に係る装置
の構成を示す。この図では、第１実施形態を構成する部
材と対応する部材については、同一の符号を使用してい
る。
の構成を示す。この図では、第１実施形態を構成する部
材と対応する部材については、同一の符号を使用してい
る。
【００２７】この実施形態では、第１実施形態における
信号発生回路２２に代えて、ＰＮ発生器４８を用いてい
る。ＰＮ発生器４８は、例えば１００Ｈｚ〜２ｋＨｚの
帯域に属するさまざまな周波数成分を含み雑音と見なし
うる信号、即ちＰＮ信号を発生させ、これを増幅器２４
を介してスピーカ１０から音響信号として配管構造物１
６の内部に送信させると共に、相関演算のため演算部３
８に供給している。演算部３８は相関演算部４９を有し
ており、相関演算部４９は遅延回路５０、乗算器５２及
び平均化回路５４を有している。遅延回路５０は、ＰＮ
発生器４８から出力されるＰＮ信号を遅延させ、乗算器
５２に供給する。乗算器５２は、Ａ／Ｄ変換器３６から
出力され受信した音響信号の波形を示すデータと、遅延
回路５０によって遅延されたＰＮ信号との積を演算す
る。また、平均化回路５４は、乗算器５２の出力に平均
化処理を施すことにより、相互相関値を求める。平均化
回路５４での平均化処理により、目的外雑音を除去する
ことが可能になると共に、比較的形状が小さく反射が弱
い継ぎ手であっても容易に検出することが可能になる。
信号発生回路２２に代えて、ＰＮ発生器４８を用いてい
る。ＰＮ発生器４８は、例えば１００Ｈｚ〜２ｋＨｚの
帯域に属するさまざまな周波数成分を含み雑音と見なし
うる信号、即ちＰＮ信号を発生させ、これを増幅器２４
を介してスピーカ１０から音響信号として配管構造物１
６の内部に送信させると共に、相関演算のため演算部３
８に供給している。演算部３８は相関演算部４９を有し
ており、相関演算部４９は遅延回路５０、乗算器５２及
び平均化回路５４を有している。遅延回路５０は、ＰＮ
発生器４８から出力されるＰＮ信号を遅延させ、乗算器
５２に供給する。乗算器５２は、Ａ／Ｄ変換器３６から
出力され受信した音響信号の波形を示すデータと、遅延
回路５０によって遅延されたＰＮ信号との積を演算す
る。また、平均化回路５４は、乗算器５２の出力に平均
化処理を施すことにより、相互相関値を求める。平均化
回路５４での平均化処理により、目的外雑音を除去する
ことが可能になると共に、比較的形状が小さく反射が弱
い継ぎ手であっても容易に検出することが可能になる。
【００２８】ここに、遅延回路５０における遅延時間を
変化させていくと、図７に示されているように、直接波
や各反射波に対応して、相互相関のピークが現れる（図
７中のピーク０〜３）。この実施形態における距離検出
部４０は、相関演算部４９によって得られた相互相関値
からそのピークを検出し、そのピークが得られた遅延時
間τ1，τ2及びτ3を検出してこれを次の式
変化させていくと、図７に示されているように、直接波
や各反射波に対応して、相互相関のピークが現れる（図
７中のピーク０〜３）。この実施形態における距離検出
部４０は、相関演算部４９によって得られた相互相関値
からそのピークを検出し、そのピークが得られた遅延時
間τ1，τ2及びτ3を検出してこれを次の式
【数４】ｄ01＝ｖ×τ1／２ ｄ12＝ｖ×（τ2−τ1）／２ ｄ23＝ｖ×（τ3−τ2）／２ により距離ｄ01、ｄ12及びｄ23を検出して表示部４６に
出力する。
出力する。
【００２９】平均化回路５４にて得られる平均化された
相互相関値は、ＦＦＴ部５６において高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）され、時間領域から周波数領域へと変換され
る。即ち、図７において一点鎖線で示されている部分
が、周波数領域へ変換され、これにより各継ぎ手におけ
る音響信号反射率の周波数特性が得られる。ＦＦＴ部５
６の後段に設けられている特性補正部５８は、ＦＦＴ部
５６によって得られる周波数特性に関し、送信されるＰ
Ｎ信号の特性を補償する処理を施す。即ち、特性補正部
５８は、
相互相関値は、ＦＦＴ部５６において高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）され、時間領域から周波数領域へと変換され
る。即ち、図７において一点鎖線で示されている部分
が、周波数領域へ変換され、これにより各継ぎ手におけ
る音響信号反射率の周波数特性が得られる。ＦＦＴ部５
６の後段に設けられている特性補正部５８は、ＦＦＴ部
５６によって得られる周波数特性に関し、送信されるＰ
Ｎ信号の特性を補償する処理を施す。即ち、特性補正部
５８は、
【数５】 Ｆ’（φ1（τ））←Ｆ（φ1（τ））／Ｆ（φ（τ）） ただし、φ（τ）：ＰＮ信号の自己相関関数 φ1（τ）：ピーク１を含む一点鎖線内の相互相関関数 に従い、ＦＦＴ部５６の出力Ｆ（φ1（τ））に補正を
施す。なお、Ｆ（・）はフーリエ変換を表している。特
性補正部５８は、同様に、次の式
施す。なお、Ｆ（・）はフーリエ変換を表している。特
性補正部５８は、同様に、次の式
【数６】Ｆ’（φ2（τ））←｛Ｆ（φ2（τ））／Ｆ
（φ（τ））｝／｛１−Ｆ（φ1（τ））／Ｆ（φ
（τ））｝ ただし、φ2（τ）：ピーク２を含む一点鎖線内の相互
相関関数 に基づき、ＦＦＴ部５６の出力たるＦ（φ2（τ））を
補正する。なお、この式において分母にＦ（φ
1（τ））が含まれているのは、１個目の継ぎ手３２−
１における反射を考慮に入れたものである。３個目の継
ぎ手３２−３についても、同様の考慮を施しつつ、ＦＦ
Ｔ部５６の出力に関する補正を行う。判別部４２は、特
性補正部５８によって補正された周波数特性と、ＲＯＭ
４４上のデータとを対照することによって、各継ぎ手３
２−１、３２−２及び３２−３の種類を判別し、その結
果を表示部４６の画面上に表示させる。
（φ（τ））｝／｛１−Ｆ（φ1（τ））／Ｆ（φ
（τ））｝ ただし、φ2（τ）：ピーク２を含む一点鎖線内の相互
相関関数 に基づき、ＦＦＴ部５６の出力たるＦ（φ2（τ））を
補正する。なお、この式において分母にＦ（φ
1（τ））が含まれているのは、１個目の継ぎ手３２−
１における反射を考慮に入れたものである。３個目の継
ぎ手３２−３についても、同様の考慮を施しつつ、ＦＦ
Ｔ部５６の出力に関する補正を行う。判別部４２は、特
性補正部５８によって補正された周波数特性と、ＲＯＭ
４４上のデータとを対照することによって、各継ぎ手３
２−１、３２−２及び３２−３の種類を判別し、その結
果を表示部４６の画面上に表示させる。
【００３０】このように、第２実施形態においては、Ｐ
Ｎ信号の送受信や相関演算、ＦＦＴ及び特性補正といっ
た処理を施すことにより、各継ぎ手までの距離や各継ぎ
手の種類を判別している。このような構成を採用するこ
とによって、第１実施形態に比べ、処理を迅速化するこ
とができる。例えば、１００ｍの長さを有する配管構造
物についてその配管構造物を構成している継ぎ手の存否
及びその種類を検出及び判別しようとする場合、第１実
施形態のような構成では、各１周期の正弦波を０．７秒
程度以上時間をおいて送信する必要があるため、１００
Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数範囲を１００Ｈｚ刻みでスイー
プすると２分以上の時間が掛かってしまう。この実施形
態において本実施形態の如き平均化処理を行うのであれ
ば、例えば１０スイープ分の印加であっても２０分以上
の時間が掛かってしまうことになる。これに対して、本
実施形態では、数百回の平均化を行う場合であっても、
数秒程度の時間で処理が終わる。このように、本実施形
態では、処理を大幅に高速化することができる。加え
て、前述のように、平均化によって目的外雑音が抑制さ
れ、また平均化の際の加算処理によって強調されるため
の小形状の継ぎ手からの反射の検出が可能になる。
Ｎ信号の送受信や相関演算、ＦＦＴ及び特性補正といっ
た処理を施すことにより、各継ぎ手までの距離や各継ぎ
手の種類を判別している。このような構成を採用するこ
とによって、第１実施形態に比べ、処理を迅速化するこ
とができる。例えば、１００ｍの長さを有する配管構造
物についてその配管構造物を構成している継ぎ手の存否
及びその種類を検出及び判別しようとする場合、第１実
施形態のような構成では、各１周期の正弦波を０．７秒
程度以上時間をおいて送信する必要があるため、１００
Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数範囲を１００Ｈｚ刻みでスイー
プすると２分以上の時間が掛かってしまう。この実施形
態において本実施形態の如き平均化処理を行うのであれ
ば、例えば１０スイープ分の印加であっても２０分以上
の時間が掛かってしまうことになる。これに対して、本
実施形態では、数百回の平均化を行う場合であっても、
数秒程度の時間で処理が終わる。このように、本実施形
態では、処理を大幅に高速化することができる。加え
て、前述のように、平均化によって目的外雑音が抑制さ
れ、また平均化の際の加算処理によって強調されるため
の小形状の継ぎ手からの反射の検出が可能になる。
【図１】 本発明の第１実施形態に係る装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】 配管構造物の一例構成を示す図である。
【図３】 受信する波形の一例を示すタイミングチャー
トである。
トである。
【図４】 継ぎ手別の周波数対反射率特性を示す図であ
る。
る。
【図５】 表示形態の一例を示す画面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態に係る装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図７】 相互相関値の一例を示すタイミングチャート
である。
である。
１０ スピーカ、１２ マイク、１４ 温度センサ、１
６ 配管構造物、２２信号発生回路、３８ 演算部、３
２−１，３２−２，３２−３ 継ぎ手、４０距離検出
部、４２ 判別部、４４ ＲＯＭ、４６ 表示部、４８
ＰＮ発生器、４９ 相関演算部、５０ 遅延回路、５
２ 乗算器、５４ 平均化回路、５６ＦＦＴ部、５８
特性補正部、ｔ01，ｔ12，ｔ23 反射波の受信間隔、ｄ
01，ｄ12，ｄ23 各部の配管長、Ｌ01，Ｌ12，Ｌ23 各
配管における減衰量、Ｌ1，Ｌ2 各継ぎ手における通過
減衰量、τ1，τ2，τ3 相互相関のピークタイミン
グ。
６ 配管構造物、２２信号発生回路、３８ 演算部、３
２−１，３２−２，３２−３ 継ぎ手、４０距離検出
部、４２ 判別部、４４ ＲＯＭ、４６ 表示部、４８
ＰＮ発生器、４９ 相関演算部、５０ 遅延回路、５
２ 乗算器、５４ 平均化回路、５６ＦＦＴ部、５８
特性補正部、ｔ01，ｔ12，ｔ23 反射波の受信間隔、ｄ
01，ｄ12，ｄ23 各部の配管長、Ｌ01，Ｌ12，Ｌ23 各
配管における減衰量、Ｌ1，Ｌ2 各継ぎ手における通過
減衰量、τ1，τ2，τ3 相互相関のピークタイミン
グ。
Claims (6)
- 【請求項１】 配管構造にて生じうる複数種類の音響的
不連続部それぞれについて音響信号の反射に関する周波
数特性を予め調べて記憶しておき、 調査すべき配管構造の管端から当該配管構造の内部へと
音響信号を送信し当該配管構造の内部からその反射波を
受信する送受信動作を、複数の送信周波数にて実行する
ことにより、上記配管構造の内部にある音響的不連続部
における反射に関する周波数特性を検出し、 上記周波数特性に関しその検出結果を記憶内容と照合す
ることにより、受信した反射波がどの種類の音響的不連
続部からの反射波かを判別することを特徴とする配管構
造調査方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の配管構造調査方法におい
て、 上記複数の送信周波数についての上記送受信動作を、単
一の周波数成分を含む正弦波信号を上記音響信号として
利用して複数回に分けて行うことを特徴とする配管構造
調査方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の配管構造調査方法におい
て、 上記複数の送信周波数についての上記送受信動作を、複
数の周波数成分を含む擬似雑音信号を上記音響信号とし
て利用して一度に行い、 送信した音響信号を遅延させた信号と受信した反射波と
の相互相関を求め、 求めた相互相関にピークが現れる遅延時間の近傍におけ
る相互相関の時間波形をフーリエ変換することにより、 上記周波数特性を検出することを特徴とする配管構造調
査方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の配管構造調査方法におい
て、 送信した音響信号の自己相関を利用して、上記フーリエ
変換により得られる周波数特性から、送信した音響信号
の周波数特性を除去することを特徴とする配管構造調査
方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４記載の配管構造調査方法
において、 上記複数種類の音響的不連続部それぞれにおける音響信
号の通過減衰量若しくはその周波数特性を予め調べて記
憶しておき、 上記判別に際しては、その結果たる種類に対応した通過
減衰量若しくはその周波数特性を記憶内容から求め、 受信した反射波から見て複数個の音響的不連続部が存在
していると見なせるときに、調査すべき配管構造の管端
から数えて２個目以遠の音響的不連続部については、そ
の音響的不連続部よりも管端に近い位置にある音響的不
連続部に係る通過減衰量若しくはその周波数特性に基づ
く補償を施しつつ上記反射に関する周波数特性を検出す
ることを特徴とする配管構造調査方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至５記載の配管構造調査方法
において、 上記音響的不連続部が、配管構造を実現する際に用いら
れることがある継ぎ手又は当該配管構造の内部にて生じ
うる故障箇所であり、 上記判別が、受信した反射波に係る音響的不連続部が継
ぎ手かそれとも故障箇所かに関する継ぎ手／故障判別、
受信した反射波に係る音響的不連続部たる継ぎ手がどの
種類の継ぎ手かに関する継ぎ手種類判別、及び受信した
反射波に係る音響的不連続部たる故障箇所がどの種類の
故障に係るものかに関する故障種類判別のうちいずれか
又はこれらの任意の組合せであることを特徴とする配管
構造調査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28848397A JP3786770B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 配管構造調査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28848397A JP3786770B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 配管構造調査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11125623A true JPH11125623A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3786770B2 JP3786770B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=17730800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28848397A Expired - Fee Related JP3786770B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 配管構造調査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3786770B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275890A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Hitachi Hybrid Network Co Ltd | 音響式配管調査システムおよびそれを用いた配管調査方法 |
| JP2009503492A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | アコースティックアイ エルティディー． | チューブ状システムの非破壊検査システムおよび方法 |
| KR20180065566A (ko) * | 2016-12-08 | 2018-06-18 | 한국원자력연구원 | 배관의 노화 상태 감시 방법 |
| CN108414620A (zh) * | 2018-03-17 | 2018-08-17 | 北京工业大学 | 小径深比异型管道内壁周向裂纹表面波检测方法 |
| KR20190121637A (ko) * | 2018-04-18 | 2019-10-28 | 한국원자력연구원 | 배관 모니터링 장치 및 방법 |
-
1997
- 1997-10-21 JP JP28848397A patent/JP3786770B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275890A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Hitachi Hybrid Network Co Ltd | 音響式配管調査システムおよびそれを用いた配管調査方法 |
| JP2009503492A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | アコースティックアイ エルティディー． | チューブ状システムの非破壊検査システムおよび方法 |
| KR20180065566A (ko) * | 2016-12-08 | 2018-06-18 | 한국원자력연구원 | 배관의 노화 상태 감시 방법 |
| CN108414620A (zh) * | 2018-03-17 | 2018-08-17 | 北京工业大学 | 小径深比异型管道内壁周向裂纹表面波检测方法 |
| CN108414620B (zh) * | 2018-03-17 | 2021-01-05 | 北京工业大学 | 小径深比异型管道内壁周向裂纹表面波检测方法 |
| KR20190121637A (ko) * | 2018-04-18 | 2019-10-28 | 한국원자력연구원 | 배관 모니터링 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3786770B2 (ja) | 2006-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6481287B1 (en) | Fluid temperature measurement | |
| US20050210960A1 (en) | Remote pipeline acoustic inspection | |
| JP6806816B2 (ja) | 距離差−周波数分析を用いた配管の漏洩感知装置および方法 | |
| US20030033879A1 (en) | Blockage detection method and associated system | |
| JP3782559B2 (ja) | 原子炉振動監視装置 | |
| JP3786770B2 (ja) | 配管構造調査方法 | |
| JP2007064904A (ja) | 超音波による厚さ測定方法及びその装置 | |
| JP3639160B2 (ja) | 異常箇所検出装置 | |
| JP3421412B2 (ja) | 配管減肉測定方法と装置 | |
| JP3406511B2 (ja) | 異常箇所検出装置 | |
| JP3630393B2 (ja) | 異常箇所検出装置 | |
| JP3639145B2 (ja) | 異常箇所検出装置 | |
| JP3324047B2 (ja) | 音響式温度計測装置 | |
| JPH08219854A (ja) | 超音波液位計 | |
| JP3535679B2 (ja) | 音波式管路調査システムにおける管内多重反射信号判定方法 | |
| JPS61202158A (ja) | パイプ内部点検装置 | |
| JP4674007B2 (ja) | 配管内の液位測定装置及び液位測定方法 | |
| JPH07146218A (ja) | 都市ガスの配管系の属性検出方法及び検出装置 | |
| JPH10132541A (ja) | 音波式管路調査方法 | |
| JP3384197B2 (ja) | 管路内部形状推定方法 | |
| JP3512512B2 (ja) | 超音波流速測定装置 | |
| JPH10160615A (ja) | 音響式漏洩位置特定装置 | |
| JPH0755931A (ja) | 管路内部状態計測方法および装置 | |
| JP3419557B2 (ja) | 配管長測定システム | |
| JP3419556B2 (ja) | 配管長測定システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041020 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041020 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051220 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060314 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060322 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100331 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |