JPS58196466A - ケ−ブル等の特性測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば送電線、石油パイプラインなどの液体
漏洩ケーブル等の特性不均等部を測定する方法に関する
。

ケーブルの特性インピーダンスの不均等部の測定は、電
力関係における送電線の地絡、断線などの検出、あるい
はある種の液体が浸透すると特性インピーダンスが変化
する液体漏洩検知ケーブルを使用しての保安関係におけ
る石油などのパイプラインの漏洩検出などに広く利用さ
れている。

従来、一般的に測定対象系の変化を観測する場合、第１
図に示すように機器・装置を接続し、ある信号を測定対
象１に与えその反応としての対象からの出力を増幅器２
で増幅し、サンプルホールド回路４でサンプルアンドホ
ールドするとともにアナログ−ディジタル（ＡＤ）変換
回路４でＡ／Ｄ変換を行なってマイクロプロセラη等の
中央処理装置（ＣＰＬＩ）５で読み取ることが多い。

この時、測定対象系からの出力の変化が早ければ観測用
の増幅素子、サンプルホールド素子、Ａ／Ｄ変換素子は
その変化速度以上の応答速度を持つものが必要であり、
マイクロプロセッサの読み取り速度についても同様であ
る。このため、この種観測用の機器・装置は高価なもの
となり、また観測時間間隔も使用素子の応答時間以下に
することは原理的に不可能であり、観測精度とコストと
は両立しないものとなっている。

本発明は上述の従来法における問題点に鑑み、ケーブル
等の特性測定方法において、ケーブル等の測定対象に電
気信号を与えてその反射波を観測する際に、電気信号を
１回送出するごとに測定対象上の被観測位置の例えば１
点からの反射波のみをｉンプルアンドホールドし、ＡＤ
変換してＣＰＵで読み取った後、ＣＰＵで比較、演算等
の処理を行なって特性を測定する。という構想に基づき
、安価かつ精度のよいケーブル等の特性測定方法を提供
することを目的とする。この測定方法は、特に測定対象
の変化が比較的遅く、例えば秒ないし分単位程度では目
立って変化せず、また変化の観測結果も変化後秒ないし
分単位程度で得られればよい場合に適用できるものであ
る。

以下、実施例について詳細に説明する。第２図は漏洩検
知クープルを使ったパイプラインの液体漏洩検知装置の
概略構成図である。なお、第１図の測定装置と対応する
部分については同一の符号を付している。

第２図において、マイクロプロセッサ５は、タイミング
制御部６に検知ケーブル１の観測したい位置すなわち被
観測位置に関する装置データをセットした後、パルス送
出を指令する。このパルス送出指令によりパルス発生器
７を駆動して検知ケーブル１ヘパルスを送出させるとと
もに、パルス送出後、被観測位置に関する数値データに
対応する時間遅延下金種動作パルスを増幅器２、サンプ
ルホールド回路３およびＡＤ変換回路４に送出する。

検知ケーブル１は終端がその特性インピーダンス（抵抗
８）で終端されており、通常は送信したパルスに対し反
射波はないが、パイプライン（図示せず）の漏洩が発生
し検知ケーブルに油が浸透すると、浸透した部分のケー
ブルの特性インピーダンスの不均等部が発生し、その部
分で反射が起る。この反射波は増幅器２に入力されサン
プルボールド回路３で電圧値がホールドされＡＤ変換回
路４でディジタル値に変換される。これらの増幅器２、
サンプルボールド回路３およびＡＤ変換回路４には前述
のようにタイミング制御部６から増幅動作ゲート、サン
プルホールド、ＡＤ変換の各指令信号が、パルスの検知
ケーブル内での伝搬速度とパルス送出端からケーブル１
の被観測位置までの距離に対応したタイミングで出力さ
れており、ここでは１パルスごとに１つの観測位置にお
ける観測データを取り込む。例えば、先ずパルス送出端
すなわち距離０ＩＩｌを設定して前記数値データをマイ
クロプロセッサ５からタイミング制御部６に与え、上述
の動作により観測データをディジタル値としてマイクロ
プロセッサ５に取り込む。続いて、例えば測定単位が１
ｍなら１ｍごとに距離を増加しながら上記手順を繰り返
す。このように測定したい距離を与えてパルスを送出し
、その都度５− 反射波を測定すれば第３図（Ｃ）のようにサンプルデー
タが得られ容易に不均等部を発見することができる。実
際にはケーブル自身の特性インピーダンスの不均一やコ
ネクタの接続部等での不均一のため、反射波を観測する
と第３図のように錯形のうねりがあるので、この反射波
の各観測位置におけるサンプリング値を基準値として観
測保持しておき、各時点の観測データを各測定位置毎に
基準値と比較してその差が一定値以上になると漏洩によ
る特性インピーダンスの不均等部すなわち漏′洩が発生
したことを判定する。この不均等部の検出制度は測定間
隔により決定され、例えば次のように計算できる。検知
ケーブルは通常の同軸ケーブルタイプと同じものとし、
パルスの伝搬時間を５ｎｓ／ｍとするとパルスを送出し
て反射波が返るまでは距離の２倍であるから測定間隔を
１１１１とするなら１０ｎｓ、５０ｃｍ＋なら５ｎｓ毎
にタイミング制御部６から設定距離に応じたサンプリン
グ等の指令信号を出力すればよい。

第５図は第２図におけるタイミング制御部の詳６一 細ブロック図である。同図において、６１はこのタイミ
ング制御部の動作制御のための基本ブロックを発生する
発振器、６２は第２図のマイクロプロセッサ５から送出
される距離、データを記憶する記憶回路、６３は基本ク
ロックを計数して距離データの上位ビットに相当する計
数値に達するとキャリア信号を出力するカウンタ、６４
は距離データの下位ビットに相当する基本クロックより
短い時間、キャリア信号を遅延した遅延出力を発生する
遅延回路、６５はパルス発生回路６６がケーブルにパル
スを送出した後、距離データに相当する時間遅延したタ
イミングで増幅ゲート信号を発生するタイミング信号発
生回路、６７は増幅ゲート信号を反射波信号の増幅器２
さらにはサンプルホールド回路３（第２図）における伝
達時間分遅延させてこれらの増幅器２、サンプルボール
ド回路３およびＡＤ変換回路で同一の信号を取扱うよう
に調節する遅延回路である。

次にこのタイミング制御部６の動作を説明する。

先ず第２図のマイクロプロセッサ５から送出される距離
データを記憶回路６２に記憶する。次にマイクロプロセ
ッサ５からパルス送出指令が送出されると、パルス発生
回路６６は検知ケーブル１（第２図）にパルスを送出し
、同時にカウンタ６３が基本クロックの計数を開始する
。次いでカウンタ６３が設定された距離の上位桁に応じ
た時間をカウントアツプしてキャリア信号を発生すると
、遅延回路６４がこのキャリア信号を設定距離の下位桁
に応じた時間遅延させた後タイミング信号発生回路６５
に送出し、タイミング信号発生回路６５は第６図に示す
ように測定最小単位毎に設定距離に応じて遅延されたサ
ンプリング信号を発生する。

なお、この装置で取扱う信号は前述のように数ｎｓ単位
のものであり、増幅器等における動作遅延時間が無視で
きないため、遅延回路６７により、各回路への動作パル
スの送出タイミングを調節してこの動作遅延を補償して
いる。

以上のように、本発明の方法によれば簡単な構成で安価
に程度よくケーブル等の不均等部位の検出を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の特性測定方法を実施するための装置のブ
ロック構成図、第２図は本発明の方法を実施するための
装置の１例のブロック構成図、第３図は第２図の装置の
タイミングをケーブル長と対応させた各部波形、第４図
はケーブル特性インピーダンスがばらついた場合の反射
波形例をケーブル長および送出パルスとともに示す図、
第５図は第２図におけるタイミング制御部の詳細ブロッ
ク図、そして第６図は送出パルスとサンプリング信号と
の関係を示す図である。 １・・・検知ケーブル　　　２・・・増幅器３・・・サ
ンプルホールド回路 ４・・・ＡＤ変換回路　　　５・・・マイクロプロセッ
サ６・・・タイミング制御部　７・・・パルス発生器特
許出願人　　立石電機株式会社 代理人　　　弁理士　伊東辰雄 代理人　　　弁理士　伊東哲也 ９− −３５６− ０、ロ　　　　　　　　　　Ｖ 一一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ケーブル等の測定対象にパルス状または正弦波等の
   電気信号を送出し、この電気信号の前記測定対象からの
   反射波を受信・増幅した後アナログ−ディジタル変換し
   、このディジタル信号を演算して不均等部位を検出する
   ケーブル等の特性測定方法において、前記測定対象に前
   記電気信号を繰り返し送出するとともに電気信号を送出
   する度に前記測定対象上の各被観測位置までの往復距離
   に応じた時間遅延させて発生させたサンプリング信号に
   より前記各位置から反射波をサンプリングしてディジタ
   ルデータを得、前記測定対象の１端から他端まで所望の
   密度で設定した前記被観測位置のそれぞれについてこの
   サンプリングを行なうことによって前記ディジタルデー
   タ群からなるディジタル信号を得ることを特徴とするケ
   ーブル等の特性測定方法。