JPS5856105B2 - 検知ケ−ブルによる漏洩事故検出方法 - Google Patents

検知ケ−ブルによる漏洩事故検出方法

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JPS5856105B2
JPS5856105B2 JP52063961A JP6396177A JPS5856105B2 JP S5856105 B2 JPS5856105 B2 JP S5856105B2 JP 52063961 A JP52063961 A JP 52063961A JP 6396177 A JP6396177 A JP 6396177A JP S5856105 B2 JPS5856105 B2 JP S5856105B2
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detection
coaxial cable
cable
circuit
distributed capacitance
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康広 石堂
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石油などの燃料輸送パイプラインあるいは燃
料貯蔵タンクに検知用同軸ケーブルを敷設し、漏洩事故
により油性物質がこの検知用同軸ケーブルに浸透して比
誘電率(分布容量)の変化を検出し、漏洩事故の発生個
所を迅速、確実に発見できるようにした漏洩事故検出方
法に関する。
近時、石油などの燃料貯蔵タンクの漏洩事故により、重
大な問題を生起することに鑑みこれを未然に防止すべく
、僅かな漏洩部分も早期に発見することは至って重要な
ことである。
従って、この漏洩事故検出方法として、従来流量方式、
圧力波方法、超音波方法、絶縁抵抗劣下検出方式、ある
いはパルス反射方式など、種々の方式が提案されている
が、検出精度、コスト面、操作面に難題が残存し、確立
された状態に至っていない。
本発明は、油性の物質のみが浸透することにより比誘電
率(分布容量)を変化するように構成された特殊な同軸
ケーブルを用いて漏洩事故を検出する方法に関するもの
である。
即ち、本発明に使用する検知用同軸ケーブルとは■潤工
社により、商品名: Gore −Tex、として製作
され、その概略の構造は第1図に示すごとく、内部導体
105と外部導体103間、および該外部導体103と
外部保護被覆編組101間にボアテックスなる名称の特
殊なる絶縁層102,104を介在する。
この絶縁層102,104は水分を浸透させず、油性物
質、例えば石油、原油などを含浸透過するように構成さ
れている。
従って、平常の状態にある場合は、湿潤なる場所におい
ても、外部導体103と内部導体105間の比誘電率は
、常に一定の値を保ち、油性物質が浸透した場合は、そ
の度合に比例して比誘電率に変化をきたすこととなる。
次に、この検知用同軸ケーブルを利用した本発明の検出
方法についてその測定原理を説明する。
第2図は、検知用同軸ケーブルの単位長の等価回路で、
L;単位長当りのインダクタンス、r;損失抵抗、G:
コンダクタンス、Cc;分布容量を示す。
第2図の低周波における等価回路を考えると、第3図と
なり、一般に低周波測定をする場rは無視できるほど小
さく、Gも一般に数■の微小電圧測定をする場合には小
さく、これを無視することができる。
従って、r−Gを無視したケーブルの低周波における等
価回路は第4図のようにCcのみの回路となる。
このCcは前述した分布容量であり、この変化量を検出
すれば漏洩物質の浸透を確認することができるのである
さて、この分布容量の測定法であるが、第5図が演算増
幅器を使用した容量測定法である。
第5図において発振器3の発振出力をei試料の容量を
Cx、演算増幅器4、帰還容量CS、演算増幅器4のオ
ープンループゲインをAとすると、出力eoは、 通常の演算増幅器において利得Aは102〜105程度
であるので、出力eoは(2)式で表わされると考えて
よい。
次に、第6図に示すように入力部にケーブル11を使用
した遠距離点測定を考える。
この入カケープル11の低周波における等価回路も、こ
のケーブル11の分布容量をCeiとすれば、前と同様
第7図に示されるごとくなるので、出力は となる。
(3)式に示されるごとく、遠距離点測定となると入カ
ケープル11の分布容量Cciが誤差要因となることが
わかる。
それは入カケープル11が長距離になるにつれ0Ci/
C8が大きくなるためである。
この影響を少なくするには増幅器4のオープンループゲ
インAを極力太きく L(3)式の/A(1十C4,+
Cc%、)の項を無視できるようにするとよい。
結局(3)式も(2)式と同様となり、入カケープル1
1を長距離延長してもガードリング効果を発揮させるこ
とができ、入力点で測定したと同様な結果をかなり正確
に得ることができる。
さらに、試料の容量Cxのかわりに検知ケーブル20を
第8図のごとく測定するとすれば、第9図の等価回路と
なるので検知ケーブルの分布容量Ccxとすると出力e
oは、 以上が低周波測定での検知ケーブルの分布容量の測定原
理である。
従って、(2X5)式に示めされているごとくこの測定
法によれば、 ■、測定周波数が限定されないので低周波測定を可能と
なし、パルス反射法などにみられるような伝送損失を低
減することができ、 2、入カケープル11を長距離延長しても、これをガー
ドリングすることができるので分布容量による誤差を少
なくし、また外来雑音に対してもシールドされるので、
遠距離点での測定を正確に行うことなどの利点がある。
このように、演算増幅器などと前述の検知用同軸ケーブ
ルとを組み合せて、本発明の出願人は、先の特許出願(
特願昭51−5482号)により単位区間ごとに分断し
た検知用同軸ケーブルを、燃料輸送パイプラインなどに
平行に配設し、この各区間ごとの検知用同軸ケーブルの
内部導体と、外部導体のいずれをもスイッチング回路を
介して入カケープルと発振ケーブルへ導ひき、走査回路
により順次、前記スイッチング回路を作動して各分割区
間毎の分布容量を測定する方法と、前記検知用同軸ケー
ブルとは別に標準ケーブルを敷設し、コンパレータ方式
を採用して前述と同様に走査回路の働きにより順次スイ
ッチング回路を作動して検知用同軸ケーブルと標準ケー
ブルの内部、外部側導体を測定回路へ接続し、既述の方
法により検知用同軸ケーブルの分布容量を測定するとと
もに標準ケーブルの分布容量との測定値を比較する方法
による漏洩事故検出方法が提案されている。
そして、先の出願にかかる方法によっても°、充分なる
実効を収め、極めて精度の高い漏洩事故検出方法を提供
するに至ったのであるが、この場合同軸ケーブルを区間
毎に分割して、その内部導体と外部導体のいずれをもス
イッチング回路まで引き出すようになされている。
従って、同軸ケーブルの敷設に際して、各導線の配線、
あるいはスイッチング回路などの簡素化を計り、コスト
を低下し、敷設作業を簡単にすることが要望されるに至
った。
そして、斯かる要望を充たすべく、試行錯誤を繰り返し
た結果、低周波測定を使用可能とする特徴に鑑み、内部
導体のみを区間毎に分断することなく、連続したものと
して1個所より信号を検出するようになし、各分割区間
毎に低周波信号を与えるようにして測定したところ他の
分割区間の芯線はガードリングされた状態となり、低周
波信号の減衰も生ずることなく正確に測定することがで
きた。
以下、第10図に示す本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
検知用同軸ケーブル1は、既述したごとく、油性物質の
みが浸透して非誘電率(分布容量)が変化するようにな
されたもので、No1〜No、ごとに外部導体103の
みが分断されており、内部導体105は連続して接続さ
れている。
そして各分割区間毎の検知用同軸ケーブル1の外部導体
103は発振ケーブル2,2・・・・・・により、スイ
ッチング回路10の接点要素a1〜anへ接続され;リ
レーRy1〜Ryoの働に基づいて発振器3の発振信号
eが発振ケーブル2,2・・・・・・へ供給されるよう
になされている。
また、前記リレーRYt〜Rynは主制御回路8の働き
により、走査回路9が順次作動され、常に1区間のみに
発振信号が与えられるようにされている。
一方、入カケープル11は検知用同軸ケーブルの内部導
体105に接続され、演算増幅器で構成された入力測定
回路4へ接続される。
入力測定回路で得られた信号は、増幅器5、同期整流器
6を介して出力回路7へ与えられる。
この出力回路7においては基準値を設定しておき、同期
整流器6の直流出力eHの値を比較し、任意に定めた許
容値を越えた値を示したとき、表示回路12を作動して
、警報信号などを送出できるようにされている。
本発明の漏洩事故検出方法を実施するには、以上のごと
き構成がなされ、これを駆動するには、まず主制御回路
8が作動され、走査回路9より順次スイッチング回路1
0へ信号が送出され、これに基づいて順次、リレーRy
1〜Rynが作動し、接点a1〜aoにより発振回路3
の発振信号eが、各分割区間毎の検知用同軸ケーブルの
外部導体に供給される。
そして、任意の順序で各区間No1〜No2毎の分布容
量が入力測定回路4で検出されるのであるが、このとき
、走査回路9の働きにより、唯一のリレーのみが作動し
、これに基づいて発振信号eは検知用同軸ケーブルの外
部導体103は接点a1〜anを介してアースへ接続さ
れるので内部導体は完全にガードリングされ外来雑音の
影響を受けることなく、正確な測定を行うことができる
入力測定回路4で検出された分布容量の値は前述のごと
く増幅器5で増幅し、同期整流器6により直流出力eR
に変換され出力回路7で基準値と比較されることになる
もし、ここで漏洩事故が発生して、油性物質が検知用同
軸ケーブルのいずれかの区間に漏洩し、既述のごとく検
知用同軸ケーブルの分布容量に変化をきたした場合、出
力回路7の出力が表示回路12を作動して、警報信号を
送出する。
そして事故の発生している区間が伺れに存在するかは表
示回路12が作動している時に、走査回路9が作動させ
ているスイッチ要素に対応するので、例えはランプの点
滅表示などにより容易に事故発生区間を発見することが
できるのである。
以上のごとく本発明の方式によれば、低周波信号を使用
することができるので、長距離においても信号の減衰を
生ずることなく、正確に分布容量を検出することができ
るとともに、既存の方法のごとく間接的な測定方法では
ないので、事故発生個所も極く正確に発見することがで
きる。
さらに本発明の方式によれば、検知用同軸ケーブルに敷
設する入出カケ−プルが最小限で済むので、低床にして
敷設作業の容易な方法を提供するものである。
なお、本発明の方式によると漏洩事故が発生して当該個
所の検知用同軸ケーブルに油性物質が含浸するとその個
所は新たな検知用同軸ケーブルに交換する必要があるが
、これは内部導体を区間毎にコネクターなどで接続して
おくことにより容易に達成しうる。
以上、詳細に説明したごとく本発明の方法によれば容易
に集中監視システムを構成することができ、高精度な漏
洩事故検出方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に使用する検知用同軸ケーブルの説明図
、第2図〜第4図は同軸ケーブルの等価回路、第5図は
演算増幅器を使用した分布容量測定方法の原理図、第6
図〜第8図は入カケープルを使用した状態の分布容量測
定方法の説明図、第9図は第8図の等価回路、第10図
は本発明の漏洩事故検出方法の実施例を示すブロック図
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 油性物質の浸透により分布容量に変化をきたすよう
    に構成した検知用同軸ケーブルの外部導体のみを複数個
    に分割し、これらを適宜間隔をおいて燃料輸送パイプラ
    インあるいは燃料貯蔵タンクに敷設し、さらに検知用同
    軸ケーブルの外部導体を発振ケーブルを介して走査回路
    へ接続し、該走査回路に順次発振信号を供給し、一方前
    記検知用同軸ケーブルの内部導体の一端と入力測定回路
    とを入カケープルにて接続し、各検知用同軸ケーブルで
    の分割区間毎の分布容量を測定するようにした検知ケー
    ブルによる漏洩事故検出方法。
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