JPS641734B2 - - Google Patents
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- JPS641734B2 JPS641734B2 JP17735982A JP17735982A JPS641734B2 JP S641734 B2 JPS641734 B2 JP S641734B2 JP 17735982 A JP17735982 A JP 17735982A JP 17735982 A JP17735982 A JP 17735982A JP S641734 B2 JPS641734 B2 JP S641734B2
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- JP
- Japan
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- pipeline
- leakage
- fluid
- leak
- present
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
- G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、各種パイプラインにおける流体の漏
洩位置を検出する方法に関するものである。
洩位置を検出する方法に関するものである。
例えば、石油パイプラインにおける漏洩は、生
産性の低下を招くだけでなく、環境破壊をも招
き、特に海底パイプラインでは後者の影響が大で
ある。また、ガス供給パイプライン、水道パイプ
ライン等の一般の各種パイプラインにおける漏洩
も同様の問題を有している。
産性の低下を招くだけでなく、環境破壊をも招
き、特に海底パイプラインでは後者の影響が大で
ある。また、ガス供給パイプライン、水道パイプ
ライン等の一般の各種パイプラインにおける漏洩
も同様の問題を有している。
本発明者らは、特開昭55−164328号公報等によ
り、このようなパイプラインにおける流体の漏洩
位置を簡単かつ容易に検出する装置について提案
しているが、この検出装置では、パイプライン内
の流体圧力や圧力勾配を検出するため、必然的に
パイプに圧力検出器取付用の孔を穿設する必要が
あり、また圧力検出器が常にパイプライン内の流
体と接触するため、その流体が異物等を含む場合
には、それらの付着により正常な作動を妨げられ
ないようにする配慮も必要である。
り、このようなパイプラインにおける流体の漏洩
位置を簡単かつ容易に検出する装置について提案
しているが、この検出装置では、パイプライン内
の流体圧力や圧力勾配を検出するため、必然的に
パイプに圧力検出器取付用の孔を穿設する必要が
あり、また圧力検出器が常にパイプライン内の流
体と接触するため、その流体が異物等を含む場合
には、それらの付着により正常な作動を妨げられ
ないようにする配慮も必要である。
本発明は、このような問題を解決し、パイプラ
インに対してその管壁中に伝わる超音波を検出す
る音響センサを付設するだけの簡単な手段によ
り、パイプに孔を穿設するなどの機械加工を行う
ことなく漏洩位置を検出でき、従つて既設のパイ
プラインに対しても簡易に適用できる漏洩位置検
出方法を提供するものである。
インに対してその管壁中に伝わる超音波を検出す
る音響センサを付設するだけの簡単な手段によ
り、パイプに孔を穿設するなどの機械加工を行う
ことなく漏洩位置を検出でき、従つて既設のパイ
プラインに対しても簡易に適用できる漏洩位置検
出方法を提供するものである。
また、本発明は、パイプライン内における流体
が気体、液体、またはそれらの二相流であつて
も、さらにそれらが固体を含んでいる場合にも適
用することができ、上述したようにパイプに孔等
を穿設する必要をなくしたことを相埃つて、適用
流体についての制限を殆んどなくした汎用性のあ
る漏洩位置検出方法を提供するものである。
が気体、液体、またはそれらの二相流であつて
も、さらにそれらが固体を含んでいる場合にも適
用することができ、上述したようにパイプに孔等
を穿設する必要をなくしたことを相埃つて、適用
流体についての制限を殆んどなくした汎用性のあ
る漏洩位置検出方法を提供するものである。
而して、本発明の漏洩位置検出方法は、パイプ
ラインにおいて流体の漏洩に伴つて発生する超音
波をそれに適宜間隔を置いて付設した音響センサ
で検出し、隣接する音響センサの出力を、漏洩の
ない正常時の音響センサ出力を白色雑音化する白
色化フイルタに通し、これによつて得られた両フ
イルタ出力における漏洩音成分に基づき、上記隣
接する音響センサ間のパイプラインにおける流体
の漏洩位置を検出することを特徴とするものであ
る。
ラインにおいて流体の漏洩に伴つて発生する超音
波をそれに適宜間隔を置いて付設した音響センサ
で検出し、隣接する音響センサの出力を、漏洩の
ない正常時の音響センサ出力を白色雑音化する白
色化フイルタに通し、これによつて得られた両フ
イルタ出力における漏洩音成分に基づき、上記隣
接する音響センサ間のパイプラインにおける流体
の漏洩位置を検出することを特徴とするものであ
る。
以下、図面を参照して本発明の検出方法につい
て詳述する。
て詳述する。
第１図に示すように、パイプライン１０に任意
の間隔を置いて音響センサ１１，１２，１３，…
を設け、これらのセンサ取付位置及びの間に
漏洩発生点Ｂがあるものと仮定する。上記音響セ
ンサ（アコーステイツク・エミツシヨン・セン
サ）は、流体の漏洩に伴つて発生して管壁中を伝
わる超音波を検出するものであり、従つて特に管
壁内面等に取付ける必要がある場合はともかく、
一般的には管壁外面に付設するだけでよい。
の間隔を置いて音響センサ１１，１２，１３，…
を設け、これらのセンサ取付位置及びの間に
漏洩発生点Ｂがあるものと仮定する。上記音響セ
ンサ（アコーステイツク・エミツシヨン・セン
サ）は、流体の漏洩に伴つて発生して管壁中を伝
わる超音波を検出するものであり、従つて特に管
壁内面等に取付ける必要がある場合はともかく、
一般的には管壁外面に付設するだけでよい。
本発明の漏洩位置検出方法は、基本的には、上
記音響センサ出力の統計的性質に差が生じたこと
を検出し、それによつて漏洩位置を検知しようと
するものであるが、上記音響センサ出力は、実際
上、パイプラインを流れる流体の乱れ及び計測系
のノイズ等によつて不規則に変動し、漏洩が微少
の場合には、その不規則な変動の中に漏洩に起因
して発生する超音波が埋もれ、単に平均をとる程
度では音響センサ出力の変化を検知することがで
きない。
記音響センサ出力の統計的性質に差が生じたこと
を検出し、それによつて漏洩位置を検知しようと
するものであるが、上記音響センサ出力は、実際
上、パイプラインを流れる流体の乱れ及び計測系
のノイズ等によつて不規則に変動し、漏洩が微少
の場合には、その不規則な変動の中に漏洩に起因
して発生する超音波が埋もれ、単に平均をとる程
度では音響センサ出力の変化を検知することがで
きない。
そこで、本発明においては、パイプライン１０
に設けた音響センサ１１，１２の出力からできる
限り微少な漏洩を出力できるようにするため、正
常時モデルを規範モデルとして、この逆フイルタ
を用いることにより音響センサから得られる不規
則波を白色雑音化し、これにより正常時は逆フイ
ルタ出力が白色雑音に近く、他方、異常時には白
色雑音と異なる出力が得られるようにして、両者
の識別を容易にしている。
に設けた音響センサ１１，１２の出力からできる
限り微少な漏洩を出力できるようにするため、正
常時モデルを規範モデルとして、この逆フイルタ
を用いることにより音響センサから得られる不規
則波を白色雑音化し、これにより正常時は逆フイ
ルタ出力が白色雑音に近く、他方、異常時には白
色雑音と異なる出力が得られるようにして、両者
の識別を容易にしている。
さらに具体的に説明すると、まず、不規則に変
動する音響センサ出力｛Xi｝（ｉ＝１，２，…，
ｎ）について、正常時のデータから次の自己回帰
モデル化により規範モデルを作る（第２図Ａ参
照）。
動する音響センサ出力｛Xi｝（ｉ＝１，２，…，
ｎ）について、正常時のデータから次の自己回帰
モデル化により規範モデルを作る（第２図Ａ参
照）。
Xk+1＝n
〓i=1
ai・Xk-i+1＋Wi+1 …(1)
ただし、ai：自己回帰モデルの系数
ｍ：自己回帰モデルの系数
Wi：白色雑音
上記(1)式の伝達関数を、
と置くと、正常時モデルのデータの逆フイルタＨ
（z-1）-1の出力Yiは、(1)式から明らかなように、
白色雑音に近くなる（第２図Ｂ参照）。他方、異
常時のデータは統計的性質が異なるので、異なる
自己回帰モデルで記述される。従つて、第２図Ｂ
に示す逆フイルタの出力は、白色雑音とは異な
り、正常か異常かの判定が容易になる。
（z-1）-1の出力Yiは、(1)式から明らかなように、
白色雑音に近くなる（第２図Ｂ参照）。他方、異
常時のデータは統計的性質が異なるので、異なる
自己回帰モデルで記述される。従つて、第２図Ｂ
に示す逆フイルタの出力は、白色雑音とは異な
り、正常か異常かの判定が容易になる。
本発明に基づいて漏洩位置検出を行う第１図の
検出装置においては、前述したようにパイプライ
ン１０に適宜間隔を置いて付設した音響センサ１
１，１２の出力を、それに接続したアンプによつ
て増幅した後、漏洩のない正常時の音響センサ出
力を白色雑音化する白色化フイルタに通し、隣接
する音響センサ１１，１２についてのフイルタ出
力における漏洩音成分に基づき、上記両センサ間
のパイプラインにおける流体の漏洩位置検出が行
われる。
検出装置においては、前述したようにパイプライ
ン１０に適宜間隔を置いて付設した音響センサ１
１，１２の出力を、それに接続したアンプによつ
て増幅した後、漏洩のない正常時の音響センサ出
力を白色雑音化する白色化フイルタに通し、隣接
する音響センサ１１，１２についてのフイルタ出
力における漏洩音成分に基づき、上記両センサ間
のパイプラインにおける流体の漏洩位置検出が行
われる。
即ち、上記白色化フイルタ出力をそれに接続し
た乗算回路において２乗し、その出力z1，z2か
ら、予め設定した正常時の白色化フイルタ出力の
２乗値z1o，z2oを引くことにより、漏洩音成分
Δz1，Δz2を抽出することができ、漏洩音につい
ての音響センサ出力の減衰がの漏洩音の発生位置
までのパイプ長に比例し、音響センサ１１，１２
間の距離Ｌが既知であれば、流体の漏洩位置を内
挿によつて検出することができる。具体的には、
上記漏洩音成分を平均化回路に送つてその平均値
Δz1，2を求め、割算回路において両者の比 を求めれば、音響センサ１１の取付位置から漏
洩点Ｂまでの距離ｘを、 ｘ＝１／１＋γＬ として求めることができる。
た乗算回路において２乗し、その出力z1，z2か
ら、予め設定した正常時の白色化フイルタ出力の
２乗値z1o，z2oを引くことにより、漏洩音成分
Δz1，Δz2を抽出することができ、漏洩音につい
ての音響センサ出力の減衰がの漏洩音の発生位置
までのパイプ長に比例し、音響センサ１１，１２
間の距離Ｌが既知であれば、流体の漏洩位置を内
挿によつて検出することができる。具体的には、
上記漏洩音成分を平均化回路に送つてその平均値
Δz1，2を求め、割算回路において両者の比 を求めれば、音響センサ１１の取付位置から漏
洩点Ｂまでの距離ｘを、 ｘ＝１／１＋γＬ として求めることができる。
なお、以上の漏洩位置検出例は本発明の実施の
一例を示すもので、本発明はこれに限定されるも
のではない。
一例を示すもので、本発明はこれに限定されるも
のではない。
以上に詳述しところから明らかなように、本発
明においては、パイプラインに音響センサを付設
し、流体の漏洩に伴つて管壁中を伝わる超音波を
検出するようにしているため、パイプに孔等を穿
設する必要がなく、また上記音響センサ出力を白
色雑音化して漏洩位置検出を行うため、極めて微
少な漏洩も統計的に検出でき、しかもそれをオン
ラインで検出することができる。
明においては、パイプラインに音響センサを付設
し、流体の漏洩に伴つて管壁中を伝わる超音波を
検出するようにしているため、パイプに孔等を穿
設する必要がなく、また上記音響センサ出力を白
色雑音化して漏洩位置検出を行うため、極めて微
少な漏洩も統計的に検出でき、しかもそれをオン
ラインで検出することができる。
第１図は本発明を実施する検出装置の構成図、
第２図Ａ，Ｂは白色化フイルタに関する説明図で
ある。 １０……パイプライン、１１，１２……音響セ
ンサ。
第２図Ａ，Ｂは白色化フイルタに関する説明図で
ある。 １０……パイプライン、１１，１２……音響セ
ンサ。
Claims (1)
- １ パイプラインにおいて流体の漏洩に伴つて発
生する超音波をそれに適宜間隔を置いて付設した
音響センサで検出し、隣接する音響センサの出力
を、漏洩のない正常時の音響センサ出力を白色雑
音化する白色化フイルタに通し、これによつて得
られた両フイルタ出力における漏洩音成分に基づ
き、上記隣接する音響センサ間のパイプラインに
おける流体の漏洩位置を検出することを特徴とす
るパイプラインの漏洩位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17735982A JPS5967439A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | パイプラインの漏洩位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17735982A JPS5967439A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | パイプラインの漏洩位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967439A JPS5967439A (ja) | 1984-04-17 |
| JPS641734B2 true JPS641734B2 (ja) | 1989-01-12 |
Family
ID=16029582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17735982A Granted JPS5967439A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | パイプラインの漏洩位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967439A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08103383A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Maruhiro Sangyo:Kk | 豆挽き機 |
| CN104132251A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-11-05 | 重庆大学 | 压力流体管道声振动信号多向采集方法及装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4858462A (en) * | 1989-01-20 | 1989-08-22 | The Babcock & Wilcox Company | Acoustic emission leak source location |
| US5134876A (en) * | 1991-07-08 | 1992-08-04 | The Babcock & Wilcox Company | Acoustic emission leak simulator |
| KR100926464B1 (ko) * | 2008-03-10 | 2009-11-13 | 숭실대학교산학협력단 | 음파를 이용한 송유관의 도유 위치 탐지장치 및 방법 |
| CN103925474B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-05-25 | 西北工业大学 | 石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法 |
-
1982
- 1982-10-08 JP JP17735982A patent/JPS5967439A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08103383A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Maruhiro Sangyo:Kk | 豆挽き機 |
| CN104132251A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-11-05 | 重庆大学 | 压力流体管道声振动信号多向采集方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5967439A (ja) | 1984-04-17 |
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