JPH11201812A - 流体配管内の音速計測方法 - Google Patents
流体配管内の音速計測方法Info
- Publication number
- JPH11201812A JPH11201812A JP1327498A JP1327498A JPH11201812A JP H11201812 A JPH11201812 A JP H11201812A JP 1327498 A JP1327498 A JP 1327498A JP 1327498 A JP1327498 A JP 1327498A JP H11201812 A JPH11201812 A JP H11201812A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound
- fluid
- detected
- water
- pipe
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水やガスなどの流動体を通流させている配管
内で、流動体の音速の計測を簡便かつ精度よく計測す
る。 【解決手段】 流体配管１０の流れ方向に間隔をおいて
２点に水中マイク１２を配置して内部流体を伝播する音
を定常流状態で検出する。検出波形の相互相関係数を求
めることによりポンプ１６などの同一音源から出る音の
遅延時間を求め、流体中の伝播波形の時間差から音速を
求める。
内で、流動体の音速の計測を簡便かつ精度よく計測す
る。 【解決手段】 流体配管１０の流れ方向に間隔をおいて
２点に水中マイク１２を配置して内部流体を伝播する音
を定常流状態で検出する。検出波形の相互相関係数を求
めることによりポンプ１６などの同一音源から出る音の
遅延時間を求め、流体中の伝播波形の時間差から音速を
求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流体配管内の音速計
測方法に係り、特に上水、ＬＰガス、都市ガス、原油、
化学物質（化学プラント）などの流体配管網における不
特定位置の漏洩箇所を早期に検出するシステムに適用す
ることが好適な流体配管内の音速計測方法に関する。
測方法に係り、特に上水、ＬＰガス、都市ガス、原油、
化学物質（化学プラント）などの流体配管網における不
特定位置の漏洩箇所を早期に検出するシステムに適用す
ることが好適な流体配管内の音速計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上水、ＬＰガス、都市ガス、原油、化学
物質（化学プラント）などの流体配管網における漏洩を
防止することは資源の有効活用をなす上で極めて重要で
ある。このため、従来から各種の漏洩検査が行われてい
る。例えば、水道管網における漏水検査では、漏水検知
区間内において、その区間の両端に位置する一対の水中
マイクにより水中伝達音を検出する。一方の水中マイク
の設置点を基準点Ａ、他方の水中マイクの設置点を対照
点Ｂ、漏水点をＰとすると、基準点Ａにて検出した漏水
点Ｐにおける漏水音と、対照点Ｂにて検出した漏水点Ｐ
における漏水音は同一か極めて類似した波形を有してい
るが、ＰからＡまたはＢまでの距離が異なるため、伝播
時間差が生じる。この伝播時間差を知ることによって、
基準点Ａから漏水点Ｐまでの距離ｌaは、次式により求
めることができる。
物質（化学プラント）などの流体配管網における漏洩を
防止することは資源の有効活用をなす上で極めて重要で
ある。このため、従来から各種の漏洩検査が行われてい
る。例えば、水道管網における漏水検査では、漏水検知
区間内において、その区間の両端に位置する一対の水中
マイクにより水中伝達音を検出する。一方の水中マイク
の設置点を基準点Ａ、他方の水中マイクの設置点を対照
点Ｂ、漏水点をＰとすると、基準点Ａにて検出した漏水
点Ｐにおける漏水音と、対照点Ｂにて検出した漏水点Ｐ
における漏水音は同一か極めて類似した波形を有してい
るが、ＰからＡまたはＢまでの距離が異なるため、伝播
時間差が生じる。この伝播時間差を知ることによって、
基準点Ａから漏水点Ｐまでの距離ｌaは、次式により求
めることができる。
【数１】
【０００３】但し、ＬはＡ点とＢ点間の距離であり、τ
mは漏水音伝播時間差、Ｃは漏水音伝播速度である。し
たがって、漏水音伝播時間差が判明すれば漏水点Ｐの位
置を特定することができる。
mは漏水音伝播時間差、Ｃは漏水音伝播速度である。し
たがって、漏水音伝播時間差が判明すれば漏水点Ｐの位
置を特定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記演算処
理で重要な要素は水などの流体での音の伝播速度、すな
わち音速Ｃである。これを設定するには、従来、理論式
で行う方法と、ハンマリングによる実測方法とが知られ
ている。前者は実際の音速と比較的合うとされている
が、漏水位置の特定を行う場合には精度が不足する。ま
た、管の老巧化などの経年変化による誤差は予測できな
い。後者の場合には、ハンマリングによる管の振動が管
内音にならない場合があり、音速が計測できない場合が
ある。ハンマリングに時間を要するという問題がある。
理で重要な要素は水などの流体での音の伝播速度、すな
わち音速Ｃである。これを設定するには、従来、理論式
で行う方法と、ハンマリングによる実測方法とが知られ
ている。前者は実際の音速と比較的合うとされている
が、漏水位置の特定を行う場合には精度が不足する。ま
た、管の老巧化などの経年変化による誤差は予測できな
い。後者の場合には、ハンマリングによる管の振動が管
内音にならない場合があり、音速が計測できない場合が
ある。ハンマリングに時間を要するという問題がある。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目し、水
やガスなどの流動体を通流させている配管内で、流動体
の音速の計測を簡便かつ精度よく計測することができる
方法を提供することを目的とする。
やガスなどの流動体を通流させている配管内で、流動体
の音速の計測を簡便かつ精度よく計測することができる
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る流体配管内の音速計測方法は、第１
に、流体配管の流れ方向に間隔をおいて複数点で内部流
体を伝播する音を定常流状態で検出し、検出波形の相関
係数を求めることにより流体中の伝播波形の時間差から
音速を算出することを特徴としている。
に、本発明に係る流体配管内の音速計測方法は、第１
に、流体配管の流れ方向に間隔をおいて複数点で内部流
体を伝播する音を定常流状態で検出し、検出波形の相関
係数を求めることにより流体中の伝播波形の時間差から
音速を算出することを特徴としている。
【０００７】第２には、流体圧送手段の下流側で流体配
管の流れ方向に沿った複数点で内部流体を伝播する音を
検出し、各検出位置における検出波形の相関係数を求め
ることにより流体中の前記流体圧送手段に起因する伝播
波形の時間差から音速を算出することを特徴とする。
管の流れ方向に沿った複数点で内部流体を伝播する音を
検出し、各検出位置における検出波形の相関係数を求め
ることにより流体中の前記流体圧送手段に起因する伝播
波形の時間差から音速を算出することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る流体配管内
の音速計測方法の具体的実施形態を図面を参照して詳細
に説明する。
の音速計測方法の具体的実施形態を図面を参照して詳細
に説明する。
【０００９】図１は実施形態に係る流体配管内の音速計
測方法を用いた上水道網の漏水検知システムの構成を示
す構成図である。この音速計測方法は、監視区域内の上
水道網の配水管１０に、管内流体中を伝播している音を
検知するためのセンサとしての水中マイク１２を約１ｋ
ｍ程度の間隔をおいて設置し、当該水中マイク１２の検
出信号を公衆電話回線を介して図示しないセンタコント
ローラに送出可能にしている。
測方法を用いた上水道網の漏水検知システムの構成を示
す構成図である。この音速計測方法は、監視区域内の上
水道網の配水管１０に、管内流体中を伝播している音を
検知するためのセンサとしての水中マイク１２を約１ｋ
ｍ程度の間隔をおいて設置し、当該水中マイク１２の検
出信号を公衆電話回線を介して図示しないセンタコント
ローラに送出可能にしている。
【００１０】水中マイク１２は、配水管１０に適宜間隔
をおいて設けたＴ字管に装着され、当該マイク１２で検
出した音を増幅する増幅器、並びにこの増幅信号を公衆
回線を通じて前記センタコントローラに送出するモデム
が付帯している。したがって、前記水中マイク１２によ
り、配水管１０内の水を伝播する音が検出され、センタ
コントローラに収集され、記憶保持される。前記水中マ
イク１２を含む一対のセンサ間の区間が検知区間とさ
れ、マイク１２の移動により検知区間を更新して移動す
るようになっている。センタコントローラは後述するよ
うに音速を演算するとともに、漏水箇所の演算処理をな
すが、これと同時に監視区域の上水道配管網や漏水検知
区間の表示、漏水量の演算結果などを検知システム表示
装置、あるいはビデオプロジェクターに表示するものと
なっている。
をおいて設けたＴ字管に装着され、当該マイク１２で検
出した音を増幅する増幅器、並びにこの増幅信号を公衆
回線を通じて前記センタコントローラに送出するモデム
が付帯している。したがって、前記水中マイク１２によ
り、配水管１０内の水を伝播する音が検出され、センタ
コントローラに収集され、記憶保持される。前記水中マ
イク１２を含む一対のセンサ間の区間が検知区間とさ
れ、マイク１２の移動により検知区間を更新して移動す
るようになっている。センタコントローラは後述するよ
うに音速を演算するとともに、漏水箇所の演算処理をな
すが、これと同時に監視区域の上水道配管網や漏水検知
区間の表示、漏水量の演算結果などを検知システム表示
装置、あるいはビデオプロジェクターに表示するものと
なっている。
【００１１】センタコントローラにおける漏水検知処理
は、例えば、相関分類型フィルタを用い、検出した音を
検知区域に仮設定した音源位置（ｎ1、ｎ2、ｎ3、…
…）にて周波数帯域に分別した後、相関係数がほぼ一致
する波形を波形合成手段にて合成し、この合成波形によ
って漏水の有無を診断するようになっている。この原理
は次のようなものである。
は、例えば、相関分類型フィルタを用い、検出した音を
検知区域に仮設定した音源位置（ｎ1、ｎ2、ｎ3、…
…）にて周波数帯域に分別した後、相関係数がほぼ一致
する波形を波形合成手段にて合成し、この合成波形によ
って漏水の有無を診断するようになっている。この原理
は次のようなものである。
【００１２】ある漏水検知区間内において、その区間の
両端に位置する一対の水中マイク１２により水中伝達音
を検出する。一方の水中マイク１２の設置点を基準点
Ａ、他方の水中マイク１２の設置点を対照点Ｂ、漏水点
をＰとすると、基準点Ａにて検出した漏水点Ｐにおける
漏水音と、対照点Ｂにて検出した漏水点Ｐにおける漏水
音は同一か極めて類似した波形を有しているが、Ｐから
ＡまたはＢまでの距離が異なるため、伝播時間差が生じ
る。この伝播時間差を知ることによって、基準点Ａから
漏水点Ｐまでの距離ｌaは、前述した１式により求める
ことができる。
両端に位置する一対の水中マイク１２により水中伝達音
を検出する。一方の水中マイク１２の設置点を基準点
Ａ、他方の水中マイク１２の設置点を対照点Ｂ、漏水点
をＰとすると、基準点Ａにて検出した漏水点Ｐにおける
漏水音と、対照点Ｂにて検出した漏水点Ｐにおける漏水
音は同一か極めて類似した波形を有しているが、Ｐから
ＡまたはＢまでの距離が異なるため、伝播時間差が生じ
る。この伝播時間差を知ることによって、基準点Ａから
漏水点Ｐまでの距離ｌaは、前述した１式により求める
ことができる。
【００１３】ところで、上式の演算処理で重要な要素は
水などの流体での音の伝播速度、すなわち音速Ｃである
が、音速Ｃは配管内部を通流する水その他の流体により
異なるとともに、温度条件等によって変動するため、そ
の都度検出しないと、漏洩箇所の検出誤差となって現れ
る。そこで、この音速Ｃを計測するために、この実施形
態では、各水中マイク１２による集音波形をＡ／Ｄ変換
することによってディジタル化し、相互相関係数を求め
ることによって、遅れ時間差Δτを求め、これから、次
式により音速を算出するようにしている。
水などの流体での音の伝播速度、すなわち音速Ｃである
が、音速Ｃは配管内部を通流する水その他の流体により
異なるとともに、温度条件等によって変動するため、そ
の都度検出しないと、漏洩箇所の検出誤差となって現れ
る。そこで、この音速Ｃを計測するために、この実施形
態では、各水中マイク１２による集音波形をＡ／Ｄ変換
することによってディジタル化し、相互相関係数を求め
ることによって、遅れ時間差Δτを求め、これから、次
式により音速を算出するようにしている。
【数２】 但し、Ｌは対をなしているセンサ１２間の距離である。
【００１４】配管内を定常状態で水などの流体が流れて
いる場合には、図２のように、間隔をおいて配置された
音の水中マイク１２により流体圧送手段としての例えば
ポンプ１６の音を含む波形が観測される。そこで、２つ
のセンサマイク１２Ａ、１２Ｂにこのポンプ音が到達す
る時間差Δτを求めることにより、既知のセンサ間距離
Ｌから音速が上記式で求められる。
いる場合には、図２のように、間隔をおいて配置された
音の水中マイク１２により流体圧送手段としての例えば
ポンプ１６の音を含む波形が観測される。そこで、２つ
のセンサマイク１２Ａ、１２Ｂにこのポンプ音が到達す
る時間差Δτを求めることにより、既知のセンサ間距離
Ｌから音速が上記式で求められる。
【００１５】この実施形態によって各水中マイク１２に
より検出した波形は、上流側では図２（１）に示すよう
に、下流側では同（２）に示すようなものとなった。こ
の両者を比較すると、極めて近似している、したがっ
て、センサマイクＡで検出した波形と、センサマイクＢ
で検出した波形をディジタル化した信号から相互相関係
数ｒxyを次式に基づいて求める。
より検出した波形は、上流側では図２（１）に示すよう
に、下流側では同（２）に示すようなものとなった。こ
の両者を比較すると、極めて近似している、したがっ
て、センサマイクＡで検出した波形と、センサマイクＢ
で検出した波形をディジタル化した信号から相互相関係
数ｒxyを次式に基づいて求める。
【数３】
【００１６】このように上流側で検出された配水管内音
の波形と下流側で検出された配水管内音の波形の相互相
関係数を演算して、同一音の時間遅れを演算し、図３に
示すようなピーク値を検出することができ、このピーク
値が発生した時間がΔτとして簡単に求めることができ
る。この遅延時間を既知のマイク間距離Ｌとともに、２
式に代入することにより、簡便に音速を算出することが
できるのである。
の波形と下流側で検出された配水管内音の波形の相互相
関係数を演算して、同一音の時間遅れを演算し、図３に
示すようなピーク値を検出することができ、このピーク
値が発生した時間がΔτとして簡単に求めることができ
る。この遅延時間を既知のマイク間距離Ｌとともに、２
式に代入することにより、簡便に音速を算出することが
できるのである。
【００１７】なお、配管通流体は水に限らず、ＬＰガ
ス、都市ガス、原油、化学物質（化学プラント）などの
異なる媒質の流体が配管を通流している場合に適用する
ことができる。
ス、都市ガス、原油、化学物質（化学プラント）などの
異なる媒質の流体が配管を通流している場合に適用する
ことができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る音速
計測方法は、流体配管の流れ方向に間隔をおいて複数点
で内部流体を伝播する音を定常流状態で検出し、検出波
形の相関係数を求めることにより流体中の伝播波形の時
間差から音速を算出するように構成したので、簡易迅速
に流体を通流させた状態で計測することができる。
計測方法は、流体配管の流れ方向に間隔をおいて複数点
で内部流体を伝播する音を定常流状態で検出し、検出波
形の相関係数を求めることにより流体中の伝播波形の時
間差から音速を算出するように構成したので、簡易迅速
に流体を通流させた状態で計測することができる。
【図１】実施形態に係る流体配管内の音速計測方法が適
用される漏洩検査システムの構成ブロック図である。
用される漏洩検査システムの構成ブロック図である。
【図２】配管に取り付けたセンサ（水中マイク）による
検出波形である。
検出波形である。
【図３】対のマイクから検出された波形から相互相関係
数の検出例である。
数の検出例である。
１０ 配水管 １２ 水中マイク（検出センサ） １６ ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 流体配管の流れ方向に間隔をおいて複数
点で内部流体を伝播する音を定常流状態で検出し、検出
波形の相関係数を求めることにより流体中の伝播波形の
時間差から音速を算出することを特徴とする流体配管内
の音速計測方法。 - 【請求項２】 流体圧送手段の下流側で流体配管の流れ
方向に沿った複数点で内部流体を伝播する音を検出し、
各検出位置における検出波形の相関係数を求めることに
より流体中の前記流体圧送手段に起因する伝播波形の時
間差から音速を算出することを特徴とする流体配管内の
音速計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327498A JPH11201812A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 流体配管内の音速計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327498A JPH11201812A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 流体配管内の音速計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201812A true JPH11201812A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11828641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1327498A Withdrawn JPH11201812A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 流体配管内の音速計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201812A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513237A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | マルティネック・ペーター | 給水系内で測定を行う方法と測定ヘッド |
| US7424374B2 (en) * | 2001-04-20 | 2008-09-09 | Ads, Llc | Flow transport analysis method and system |
| JP2015165205A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-17 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、配管音速分布測定装置、それを用いた配管異常位置検出装置、および配管音速分布測定方法 |
| WO2015141129A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 日本電気株式会社 | 音速算出装置、音速算出方法および音速算出プログラム |
| CN106813108A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-09 | 中国石油大学(华东) | 一种基于速度差的泄漏定位方法 |
| JP6355095B1 (ja) * | 2017-10-30 | 2018-07-11 | 株式会社システムアンドデータリサーチ | 二点間の波動伝播時間の推定方法 |
| JP6355061B1 (ja) * | 2017-11-02 | 2018-07-11 | 株式会社システムアンドデータリサーチ | 二点間の波動伝播時間の推定方法 |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP1327498A patent/JPH11201812A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513237A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | マルティネック・ペーター | 給水系内で測定を行う方法と測定ヘッド |
| US7424374B2 (en) * | 2001-04-20 | 2008-09-09 | Ads, Llc | Flow transport analysis method and system |
| JP2015165205A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-17 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、配管音速分布測定装置、それを用いた配管異常位置検出装置、および配管音速分布測定方法 |
| WO2015141129A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 日本電気株式会社 | 音速算出装置、音速算出方法および音速算出プログラム |
| CN106813108A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-09 | 中国石油大学(华东) | 一种基于速度差的泄漏定位方法 |
| JP6355095B1 (ja) * | 2017-10-30 | 2018-07-11 | 株式会社システムアンドデータリサーチ | 二点間の波動伝播時間の推定方法 |
| JP2019082353A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | 株式会社システムアンドデータリサーチ | 二点間の波動伝播時間の推定方法 |
| JP6355061B1 (ja) * | 2017-11-02 | 2018-07-11 | 株式会社システムアンドデータリサーチ | 二点間の波動伝播時間の推定方法 |
| JP2019086342A (ja) * | 2017-11-02 | 2019-06-06 | 株式会社システムアンドデータリサーチ | 二点間の波動伝播時間の推定方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3110042B2 (ja) | 非貫入型流体検知システム | |
| KR102189240B1 (ko) | 배송관의 누출 모니터링 장치 및 방법 | |
| CA2893281C (en) | System and method for ultrasonic metering using an orifice meter fitting | |
| AU2007292609B2 (en) | Water leakage monitoring system | |
| US6561032B1 (en) | Non-destructive measurement of pipe wall thickness | |
| JP2004271496A (ja) | 超音波流量測定方法 | |
| US20070294039A1 (en) | Apparatus and method for determining a parameter in a wet gas flow | |
| WO2005010470A3 (en) | An apparatus and method for compensating a coriolis meter | |
| NO20022700D0 (no) | Samtidig bestemmelse av multifase strömningshastigheter og konsentrasjoner | |
| US20170328751A1 (en) | Method for detection of pipeline vibrations and measuring instrument | |
| JP2009085949A (ja) | 熱流量測定システムおよび方法 | |
| NO20010138D0 (no) | Kryssmåling av signaler i en akustisk strömningsmåler | |
| KR101956160B1 (ko) | 누수 탐지 장치 | |
| RU2013115911A (ru) | Способ обнаружения засорения в расходомере кориолиса и расходомер кориолиса | |
| JPH11201812A (ja) | 流体配管内の音速計測方法 | |
| JPH11201858A (ja) | 相関法を用いる管路系の振動測定方法 | |
| JPH11230849A (ja) | 消火栓、流体管路の水理情報検出装置 | |
| JPH11316000A (ja) | 漏水音検出センサの取付構造 | |
| JP2010286330A (ja) | 配管減肉の検査方法及びその方法に用いる検査装置 | |
| JPH03188343A (ja) | 高圧ガス漏洩位置検出方法 | |
| NO319877B1 (no) | Anvendelse av system for deteksjon av sand/faste partikler i rortransport av fluider | |
| RU2517996C1 (ru) | Датчик ультразвукового расходомера | |
| WO2006060767A2 (en) | Apparatus and method for compensating a coriolis meter | |
| JPH0791996A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2004045425A (ja) | 流量計測装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |