JPS63101746A - パイプラインの漏洩検知用ピグ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガス、石油等の流体を輸送するパイプライン
の漏洩を配管内部から検知するための漏洩検知用ビグに
関する。

［従来の技術］ 一般に、ガスや石油等を輸送するパイプラインは地中に
埋設されていることが多く、欠陥部からの流体の漏洩を
外部から目視等によって検知するのは甚だ困難であった
。このため、従来はパイプラインの漏洩を速やかに検知
するべく、次の■〜■に示す漏洩検知方法が考えられて
いる。

■　パイプライン内の所定の２点にて流体の圧力または
流量をそれぞれ計測し、これら２点間の圧力または流量
の変化の有無により２点間での漏洩の有無を検知する方
法。

■　パイプラインの外周面にＡＥセンサを所定間隔だけ
離して設置し、これらＡＥセンサにより漏洩音を検出し
て、その検出信号レベルの差により漏洩の有無および漏
洩箇所を検知する方法。

■　パイプライン内にマイクロホンを搭載したビグを走
行させ、このときの音声信号をビグ内に蓄え、オフライ
ンでデータ処理することにより配管全体にわたっての漏
洩の有無および漏洩箇所を検知する方法。

■　漏洩検査を行なう本管に併設された副管内にＡＥセ
ンサを搭載したビグを走行させ、本管と０１管とを連結
する部分を音１１結合帯として利用することにより本管
の漏洩の有無および漏洩箇所を検知する方法。

■　漏洩口近傍では断熱Ｉｌｉ服により温度が周囲より
下がることを利用し、バイブライン内に赤外線放射温度
計を搭載したビグを走行させて温度データを得ることに
より漏洩の有無および漏洩箇所を検知する方法。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、上述した従来の漏洩検知方法においては、い
ずれも都市ガス供給管等のような微小圧力下での微小な
漏洩量の検知が困難であった。また、方法■の場合、バ
イブラインの全線、全周にわたって漏洩の有無を正確に
求めることはできなかった。

そこで、本発明は、パイプラインの全線、全周にわたっ
て微小圧力下での漏洩の有無および漏洩位置の検知が可
能なパイプラインの漏洩検知用ビグを提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
パイプライン内走行中に当該バイブライン内を流れる流
体を取込み、この流体の流れの変化を超音波振動の音圧
の変化として捕え、この音圧変化に基いて前記パイプラ
インの漏洩の有無を判断するようにしたものである。

［作用］ このような手段を講じたパイプラインの漏洩検知用ビグ
であれば、バイブライン走行時に当該バイブライン内を
流れる流体の漏洩現象による局所的な流れの乱れ、すな
わち圧力変動が超音波感動の音圧変化として適確に捕え
られるので、この音圧変化を見ることにより漏洩の有無
および漏洩箇所を知りうる。

［実施例］ 第１図ないし第５図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の漏洩検知
用ビグを小口径バイブラインに適用した第１の実施例を
示す図である。第１図は同実施例における全体構成を概
略的に示す模式図であって、被検査対象の小口径バイブ
ライン１は、土砂、コンクリート、アスファルトなどの
地面２に埋設されており、その中を図中矢印Ａで示す方
向に流体（気体または液体）が通流している。また、こ
のパイプライン１における漏洩孔３の有無および漏洩位
置を検知するために、地面２の一部２ａを掘削して露出
したバイブライン部分にホットタップ工法等によりビグ
出入れ用分岐管４を取付け、この分岐管４からバイブラ
イン１内にケーブル５を接続した漏洩検知用ビグ６を挿
入している。そして、上記ビグ６は板バネ７ａ、７ｂに
より管内壁に安定に支持されながらドラム８の作用によ
ってパイプライン１の軸方向（図中矢印Ｂ方向）に走行
可能となっており、ビグ６のパイプライン１に対する走
行位置はドラム８に取付けた距離計９により検出される
。また、ビグ６からの出力信号はケーブル５を介して漏
洩判定出力部１０に送出されており、乙の漏洩判定出力
部１０により前記ビグ６からの出力信号と距離計９から
の出力信号とに基いてパイプライン１における漏洩孔３
の有無判定および漏洩箇所の検知が行なわれる。

第２図は前記漏洩検知用ビグ６と漏洩判定出力部１０と
の具体的な構成を示す図であって、両者間を接続するケ
ーブル５の一部およびドラム８を省略して図示している
。漏洩検知用ビグ６は、カプセル状のセンサ一部１１に
前記板バネ７ａ。

７ｂを取付け、この板バネ７ａ、７ｂの作用によりセン
サ一部１１がパイプライン１の中心軸上に位置するよう
に支持された構造となっており、かつ、センサ一部１１
０表面には襖敗の漏洩検知用孔１２が形成され、センサ
一部１１の内部に流体が入り込むようになっている。ま
た、このセンサ一部１１の内部には超音波送信用トラン
スジューサ１３と超音波受信用トランスジューサ１４と
が対向配置されており、漏洩判定出力部１０におけるパ
ルス発信回路１５から数百ボルトのパルス電圧を一定時
間間隔でケーブル５内の伝送線１６を介して前記送信用
トランスジューサ１３に印加すると、送信用トランスジ
ューサ１３から超音波感動が流体中を伝播し、受信用ト
ランスジューサ１４にて受信されて電気信号に変換され
る。そして、この電気信号はケーブル５内の伝送１１７
を介して漏洩判定出力部１０のアンプ・フィルタ回路１
８に与えられるものとなっている。

上記漏洩判定出力部１０は、前記パルス送信回路１５．
アンプ・フィルタ回路１８の他に、アンプ・フィルタ回
路１８にて増幅されかつ帯域制限を受けた電気信号のピ
ーク値を求めるピークホールド回路１９と、このピーク
ホールド回路１９にてホールドされるピーク値を後述す
る出力装置２１の信号体系に応じた信号に変換する信号
処理回路２０と、この信号処理回路２０により変換され
た信号に基いて前記受信用トランスジューサ１４におけ
る受信信号のピーク値を出力する出力装置２１と、距離
計９からの出力信号を取込み前記漏洩検知用ビグ６のバ
イブライン内位置信号として前記出力装置２１に送出す
る距離計出力処理回路２２とから構成されている。なお
、パルス発信回路１５とアンプ・フィルタ回路１８とは
同期をとっており、時間的に有効な信号のみが処理され
る。

このように構成された本実施例においては、被検査対象
としての小口径パイプライン１内に分岐管４から漏洩検
知用ビグ６を挿入し、ドラム８の作用によりケーブル５
を介して上記ビグ６を軸方向に走行させ、このとき、セ
ンサ一部１１内の送信用トランスジューサ１３にパルス
発信回路１５から数百ボルトのパルス電圧を一定時間間
隔で伝送′ａ１６を介して印加すると、センサ一部１１
内に漏洩検知用孔１２から流体が入り込み、これにより
送信用トランスジューサ１３から超音波撮動が伝播して
受信用トランスジューサ１４にて受信され、ここで電気
信号に変換される。この電気信号は伝送線１７を介して
アンプ・フィルタ回路１８に出力され、ここで増幅かつ
帯域制限を受けたのち、ピークホールド回路１９にて電
気信号のピーク値が検出される。しかして、このピーク
値データは信号処理回路２０を介して出力装置２１に与
えられ、距離計９からの出力信号に基いてパイプライン
１内のビグ走行位置に対する超音波撮動のピーク値デー
タとして出力部［２１に出力される。

この状態で、ビグ６が漏洩孔３の生じた部分を通過する
と、この漏洩孔３から流体がパイプライン１の外部へ流
出しており、局所的に流体の圧力低下を生じているので
、センサ一部１１内に入り込む流体の圧力も低下する。

このため、超音波振動のピーク値が減少する。すなわち
、流体の漏洩による微小な圧力変化が超音波振動の音圧
変化として正確に捕えられる。したがって、ビグ６をバ
イブライン１内を走行させて連続してピーク値データを
検出することにより、出力部Ｗ１２１には第３図に示す
ようなパイプライン１の位！ｉ（距離）に対するピーク
値データが出力されるので、このピーク値データが例え
ば２ボルトから１．８ボルトに低下した地点Ｐにてパイ
プライン１に漏洩孔３が生じていると判断できる。

このように、本実施例によれば、漏洩により流れの乱れ
た流体の圧力変動を超音波振動の音圧変化として捕え、
これにより漏洩の有無を判断しているので、例えば都市
ガス供給管のように微小圧力下のパイプラインであって
も微小な漏洩を検知することができる。したがって、Ｉ
ｉ８検知用ビグ６をパイプライン１の全線にわたって走
行させることにより、パイプライン１の全線、全周にお
ける漏洩の有無および漏洩箇所の検知が可能となる。

ところで、前述したようにセンサ一部１１には複数の漏
洩検知用孔１２が形成されており、これら検知用孔１２
から流体がセンサ一部１１内に入り込むようになってい
る。これら検知用孔１２の配列は種々考えられるが、そ
の例としてセンサ一部１１を展開した場合の孔配列状態
を第４図（ａ）〜（ｄ）に示す。同図（ａ）は１８００
間隔で円形の孔１２を形成した場合であり、同図（ｂ）
は９０６間隔で円形の孔１２を形成した場合である。

また、同図（Ｃ）はセンサ一部１１を３等分して長方形
の孔１２を形成した場合であり、同図（ｄ）はセンサ一
部１１を６等分して３等分の長方形の孔１２を重ねて形
成した場合である。いずれの孔を形成してもセンサ一部
１１内に流体が流れ込むので、センサ一部１１により流
体の漏洩による圧力変動が超音波振動の音圧変化として
捕えられる。

また、第５図（ａ）〜（Ｃ）に示すように送信用・受信
用トランスジューサ１３．１４をそれぞれトランスジュ
ーサケース３１．３２によって支持し、これらケース３
１．３２を同図（ａ）に示す如く板バネ７ａ、７ｂのみ
により、または同図（ｂ）に示す如く位置バネ７ａ、７
ｂと支持棒３３ａ、３３ｂにより、あるいは同図（Ｃ）
に示す如く板バネ７ａ、７ｂと網状部材３４により固定
して、両トランスジューサ１３．１４を対向配置させる
ようにしても、流体の漏洩による圧力変動が超音波振動
の音圧変化として捕えられる。なお、同図（ａ）〜（Ｃ
）において３５は板バネ７ａ、７ｂを常にパイプライン
１の内壁に押付けるスプリングコイルである。

次に、本発明を大口径パイプラインに適用した第２の実
施例について第６図および第７図を参照しながら説明す
る。大口径パイプラインに適用する場合には、漏洩検知
用ビグに送信用トランスジューサ１３と受信用トランス
ジューサ１４とから構成されるセンサ一部１１を大口径
パイプラインの円周上に複数個配置する必要がある。

第６図はｎ個の送信用トランスジューサ１３ａ。

１３ｂ・・・１３ｎと相対する受信用トランスジューサ
１４ａ、１４ｂ・・・１４ｎとを円周方向に備えた漏洩
検知用ビグに対する漏洩判定出力部４０の構成を示すブ
ロック図である。なお、小口径パイプライン１に対する
漏洩判定出力部１０と同一部分には同一符号を付しであ
る。送信側スイッチング回路４１と受信側スッチング回
路４２とはマイクロコンピュータ４３によって制御され
ており、送信用としてトランスジューサ１３ａを選択し
た場合には受信用トランスジューサ１４ａが選択され、
送信用トランスジューサ１３ｂを選択した場合には受信
用トランスジューサ１４ｂが選択されるように順次切換
えを行なうようになっている。しかして、送信側トラン
スジューサ１３ａにパルス発信回路１５から数百ポルト
のパルス電圧が印加されると、流体中を超音波撮動が伝
播して受信用トランスジューサ１４ａにて受信され電気
信号に変換される。この電気信号はアンプ・フィルタ回
路１８を介してピークホールド回路１９に与えられ、こ
こでピーク値データが検出される。そして、このピーク
値データは信号処理回路２０を介してマイクロコンピュ
ータ２６に与えられ、コンピュータ内部のメモリに一時
的に記憶される。以下、同様にして受信用トランスジュ
ーサ１４ｂからの電・気信号のピーク値データ、受信用
トランスジューサ１４Ｃからの電気信号のピーク値デー
タが順次記憶され、全受信用トランスジューサ１４８゜
１４ｂ、・・・１４ｎからのピーク値データが終了した
時点で、これらピーク値データにレベル変化が生じてい
るか否かを判断する。そして、変化が生じている場合に
はこの部分に漏洩が発生していると判断し、そのときの
距離計９からの出力信号とともにデータ記録部４４に出
力して記録する。こうすることにより、流体の漏洩現象
による圧力変動を超音波撮動の音圧変化として捕えて大
口径パイプラインの漏洩の有無および漏洩位置を検知す
ることができるので、大口径パイプラインの微小圧力下
での微小な漏洩をも検知可能である。したがって、漏洩
検知用ビグを大口径パイプライン内にて走行させること
により、全線、全周にわたっての漏洩の有無おび漏洩箇
所の検知が可能となる。

さて、前述したように大口径パイプラインに対する漏洩
検知用ビグはセンサ一部１１を複数個円周上に配置する
必要があるが、その構造例としては第７図（ａ）〜（ｄ
）に示す構造が考えられる。

すなわち、漏洩検知用ビグ本体を胴部５１と一対のスク
レーパーカップ５２．５３にて形成し、胴部５１内に前
記漏洩判定出力部４０を組込むとともに胴部５１の外周
に回転式の距離計９を設ける。

そして、同図（ａ）および（ｂ）に示すようにセンサ一
部１１を胴部５１の外周上に円周方向に複数個配置する
か、または同図（Ｃ）および（ｄ）に示すように一方の
スクレーパーカップ５２゜５３にセンサ一部１１を円周
上に複数個配置する。

なお、センサ一部１１の取付角度は同図（ｂ）および（
ｄ）に示すように大口径パイプライン６０の中心軸に直
交する方向に取付ける場合、同図（ａ）および（Ｃ）に
示すように直交軸から角度θだけ傾けて取付ける場合等
が考えられる。

また、センサ一部１１としては小口径の場合で説明した
ように複数の漏洩検知用孔１２を備えたカプセル状の部
材により形成する以外に、第５図（ｂ）、（ｃ）で示し
たような構成、すなわち支持棒３３ａ、３３ｂによって
支持する場合、網状部材３４によって支持する場合等が
考えられる。

なお、本発明は前記第１．第２の実施例に限定されるも
のではなく、送信用・受信用トランスジューサ１３．１
４の支持構造、ｉｉ洩判定出力部１０．４０における回
路構成等は本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、パイプライン内
走行中に当該パイプライン内を流れる流体を取込み、こ
の流体の流れの変化を超音波振動の音圧の変化として捕
え、この音圧変化に基いて前記パイプラインの漏洩の有
無を判断するようにしたので、パイプラインの全線、全
周にわたって微小圧力下での漏洩の有無および漏洩位置
の検知が可能なパイプラインの漏洩検知用ビグを提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図（ａ）〜（Ｃ）は本発明を小口径パ
イプラインに適用した第１の実施例を示す因であって、
第１図は全体構成を概略的に示す模式図、第２因は漏洩
検知用ビグと漏洩判定出力部との具体的構成を示す図、
第３図は漏洩判定出力部における出力例を示す図、第４
図（ａ）〜（ａ）〜（Ｃ） （ｄ）は漏洩検知用孔の形成例を示す図、第１１〜ライ
ンに適用した第２の実施例を示す図であって、第６図は
漏洩判定出力部の構成を示すブロック図、沈 第７図＜ａ）〜＜１＞は漏洩検知用ビグの構造例を示す
図である。 １・・・小口径パイプライン、３・・・漏洩孔、６・・
・漏洩検知用ビグ、７ａ、７ｂ・・・板バネ、９・；・
距離計、１０．４０・・・漏洩判定出力部、１１・・・
センサ一部、１２・・・漏洩検知用孔、１３・・・送信
用トランスジューサ、１４・・・受信用トランスジュー
サ、５１・・・胴部、５２．５３・・・スクレーパーカ
ップ、６０・・・大口径パイプライン。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＪＫ３図 （ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）（Ｃ）（ｄ　） ＴＫｔｈ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パイプライン内走行中に当該パイプライン内を流れる流
   体を取込む流体取込み手段と、この取込み手段により取
   込まれる流体の流れの変化を超音波振動の音圧の変化と
   して捕える超音波変動検出手段と、この検出手段により
   検出された超音波振動の音圧変化に基いて前記パイプラ
   インの漏洩の有無を判断する漏洩判断手段とを具備した
   ことを特徴とするパイプラインの漏洩検知用ピグ。