JPWO2016152143A1 - 欠陥分析装置、欠陥分析システム、欠陥分析方法およびコンピュータ読み取り可能記録媒体 - Google Patents

欠陥分析装置、欠陥分析システム、欠陥分析方法およびコンピュータ読み取り可能記録媒体 Download PDF

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Abstract

配管の欠陥有無を高精度に判定する。欠陥分析装置は、配管に生じた振動を検知可能な振動検出部の設置地点から所定の範囲にある第１地点から発生した第１振動に基づいて第１周波数帯を決定し、第１地点と異なる第２地点から発生した第２振動に基づいて第２周波数帯を決定し、第１周波数帯と第２周波数帯とに基づいて漏洩周波数帯を決定する周波数決定部と、漏洩周波数帯における振動の振動レベルに基づいて、第１地点と第２地点との間の欠陥を判定する信号処理部とを有する。

Description

本発明は、欠陥を分析する欠陥分析装置、欠陥分析システム、欠陥分析方法およびコンピュータ読み取り可能記録媒体に関する。
デジタル化が支えるＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）やネットワーク技術の進展により、人や電子機器が扱い、蓄積する情報量は増大の一途をたどっている。入力デバイスであるセンサから事象の正確なデータを取得し、それを正確に分析、判断、加工を施し有用情報として人が認知することは、多量の情報に散漫になりつつある人間社会にとって安心・安全な社会を形成する上で重要な位置づけにある。
現代生活では、上下水道網や、ガスや石油などの高圧化学パイプライン、高速鉄道、長大橋、超高層建築、大型旅客機、自動車などの設備が構築され、豊かな社会の基盤となっている。これらが、予期せぬ震災などの自然災害や寿命劣化によって破壊されて、重大事故に至れば、社会への影響は多大であり、経済的損失は大きい。設備に用いられる部材は、使用時間に応じて腐食、磨耗、ガタツキなどの劣化が進み、やがて破壊などの機能不全に至る。設備の安心・安全を確保するために科学、工学、社会学などの学術的領域を超えた技術開発に多大な努力がおこなわれている。なかでも、低コストかつ操作が簡便な検査技術である非破壊検査技術の進展は、設備の劣化や破壊による重大事故の防止を図る上でますます重要になっている。
ところで、上下水道網やパイプライン等の配管の劣化や破壊による流体の漏洩検査として、人間が漏洩音を聴き取る聴感官能検査が一般的におこなわれている。しかしながら、配管は地中へ埋没されている場合や建造物の高所に設置されている場合が多いため、その検査には危険な作業がともない、かつ多大な労力を必要とする。このため、高精度かつ十分な検査の実現が困難となっている。また、聴感官能検査は検査員の熟練度合いに依存しており、その低い検出精度のため漏洩事故防止が困難である要因になっている。
また、漏洩の存在が明らかになった場合、修理修繕費用を低く抑える必要から、その位置を高精度に特定することが求められる。現在では、専門の検査員の聴感官能検査によって位置を特定している。しかしながら、例えば検査中には交通騒音などの外乱が存在し、漏洩により生じる音とその周波数成分とが類似した場合、漏洩発生の判別が困難な状況となる可能性がある。そのため外乱の少ない深夜時間帯での計測を行うなど工夫がなされているが、検査員にとって大きな負担となる。
このような課題を解決するため、機械による漏洩検査法が提案されている。
特許文献１には、機械による漏洩検査法の一例が記載されている。特許文献１に記載の手法では、地中に埋設された水道管に、上端を地表に出した振動検出用の棒が設置され、水圧変化時のスペクトル変化から漏洩周波数が決定される。そして、その漏洩周波数における振動レベルと棒の配置とから配管における漏洩箇所が特定される。
特開２００５−２６５６６３号公報
しかしながら、このような機械による漏洩検査法は、その精度が十分なものではない。
特許文献１に記載の手法では、スペクトルの上昇に寄与する原因が漏洩であるか又は外乱であるかを切り分けることが困難である。そのため、特許文献１に記載の手法では、漏洩振動に外乱が混入してしまうと、漏洩が存在すると誤判定してしまうという課題がある。
本発明は、上述した課題を解決する欠陥分析装置、欠陥分析方法およびプログラムを提供することを主たる目的とする。
本発明の一態様における欠陥分析装置は、
配管に生じた振動を検知可能な振動検出部の設置地点から所定の範囲にある第１地点から発生した第１振動に基づいて第１周波数帯を決定し、第１地点と異なる第２地点から発生した第２振動に基づいて第２周波数帯を決定し、第１周波数帯と第２周波数帯とに基づいて漏洩周波数帯を決定する周波数決定手段と、
漏洩周波数帯における振動の振動レベルに基づいて、第１地点と第２地点との間の欠陥を判定する信号処理手段とを有する。
また、本発明の一態様における欠陥分析方法は、
配管に生じた振動を検出する地点から所定の範囲にある第１地点から発生した第１振動に基づいて第１周波数帯を決定し、第１地点と異なる第２地点から発生した第２振動に基づいて第２周波数帯を決定し、第１周波数帯と第２周波数帯とに基づいて漏洩周波数帯を決定し、
漏洩周波数帯における振動の振動レベルに基づいて、第１地点と第２地点との間に流体漏洩が存在するか否かを判定する。
また、本発明のコンピュータ読み取り可能記録媒体は、
コンピュータに、
配管に生じた振動を検出する地点に応じた第１地点から発生した第１振動に基づいて第１周波数帯を決定し、第１地点と異なる第２地点から発生した第２振動に基づいて第２周波数帯を決定し、第１周波数帯と第２周波数帯とに基づいて漏洩周波数帯を決定する周波数決定手順と、
漏洩周波数帯における振動の振動レベルに基づいて、第１地点と第２地点との間に流体漏洩が存在するか否かを判定する信号処理手順とを実行させるプログラムを非一時的に格納する。
本発明においては、配管の欠陥有無を高精度に判定することが可能となる。
本発明の第１の実施形態における欠陥分析装置及び欠陥分析システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態における欠陥分析装置の周波数選定法の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における欠陥分析装置の周波数選定法の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における欠陥分析装置の周波数選定法の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における欠陥分析装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における欠陥分析装置に制御装置が設けられた場合の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における欠陥分析装置及び欠陥分析システムの構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態における欠陥分析装置に制御装置が設けられた場合の形態の一例を示す図である。 本発明の各実施形態における装置等を実現する情報処理装置の一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

本発明の各実施形態において、各装置（システム）の各構成要素 は、機能単位のブロックを示している。各装置（システム）の各構成要素の一部又は全部は、例えば図７に示すような情報処理装置５００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現される。情報処理装置５００は、一例として、以下のような構成を含む。
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５０２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５０３
・ＲＡＭ５０３にロードされるプログラム５０４
・プログラム５０４を格納する記憶装置５０５
・記録媒体５０６の読み書きを行うドライブ装置５０７
・通信ネットワーク５０９と接続する通信インターフェース５０８
・データの入出力を行う入出力インターフェース５１０
・各構成要素を接続するバス５１１
各実施形態における各装置の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム５０４をＣＰＵ５０１が取得して実行することで実現される。各装置の各構成要素の機能を実現するプログラム５０４は、例えば、予め記憶装置５０５やＲＡＭ５０３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ５０１が読み出す。なお、プログラム５０４は、通信ネットワーク５０９を介してＣＰＵ５０１に供給されてもよいし、予め記録媒体５０６に格納されており、ドライブ装置５０７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ５０１に供給してもよい。
各装置の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、各装置は、構成要素毎にそれぞれ別個の情報処理装置５００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、各装置が備える複数の構成要素が、一つの情報処理装置５００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。

各装置の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、各装置は、構成要素毎にそれぞれ別個の情報処理装置５００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、各装置が備える複数の構成要素が、一つの情報処理装置５００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、汎用または専用の回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現される。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。
各装置の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態における欠陥分析装置の概要について説明する。本実施形態の欠陥分析装置及び欠陥分析システムは、地面から離れた位置（例：地中）に設置されている配管に形成された欠陥の有無を、配管または配管に接続された止水栓や消火栓などの接続部に設置した振動センサを用いて判定する。
配管に欠陥が存在する場合、当該欠陥から流体漏洩に起因する振動が、配管又は配管内を流れる流体を伝搬し、振動センサに到達する。本実施形態における欠陥分析装置は、振動センサにより欠陥から配管の外部に漏れた振動において、所定の周波数帯の振動レベルが所定の閾値を超えた場合に欠陥が存在すると判定する。所定の周波数帯は、流体漏洩に起因する振動が主となる周波数帯域である。振動レベルは、振動の大きさを表し、例えば振動加速度である。
ところで、配管または配管内を流れる流体を伝搬する振動は、その周波数帯域によって距離に応じた減衰量が異なる。そこで、所定の周波数帯の選定には、伝達経路の材質等から近似的に算出する方法や、漏洩のない状態で予め配管または配管内を流れる流体の振動を検出し周波数特性を得て選定する方法を用いることができる。これらの方法を用いれば、漏洩が生じた際に漏洩に起因した振動が、充分遠方まで到達する周波数帯によって欠陥の存在を判定することができる。
しかし、所定の周波数帯を近似的に算出する方法では、所定の広い周波数範囲までは選定可能だが、さらに詳細な調査のために狭い周波数範囲を選定することは困難である。また、別の方法として、振動センサから離れた１点からの振動（相互応答）を検出すると、本来検出すべき相互応答に、振動センサ設置地点近辺の振動応答（自己応答）を強く反映するノイズが重畳する場合がある。ノイズ要因は、振動センサ近辺の外乱や、振動センサ設置地点に到達した振動の多重反射等が考えられる。結果、欠陥分析に適切な周波数帯が得られない。
そこで、本実施形態における欠陥分析システムは、振動センサから離れた１点からの振動を検出するのみでなく、振動センサ設置地点近辺の振動も独立して検出して、相互応答と自己応答とを相補的に用いて欠陥分析に使用する周波数帯を選定する。そして、欠陥分析システムは当該周波数帯の振動を使用して欠陥分析を行う。このように周波数帯を選定し利用することで、欠陥からの流体漏洩に起因する振動の検出精度が向上する。さらに、上述した周波数帯を選定する際に、配管の材質などに基づいて予め近似的に算出した周波数帯も利用すると、検出精度がさらに向上する。
次に、図面を用いて本実施形態における欠陥分析システムの構成について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における欠陥分析装置１００及び欠陥分析システム１０の構成を示す。図１に示す本実施形態における欠陥分析装置１００は、一例として、配管１２０に生じた欠陥１２６の存在を判定する。欠陥１２６は、例えば配管１２０に生じた漏洩孔である。
図１に示す配管１２０は、土壌１２１、１２２に囲まれた地中に設置されている。配管１２０内には、流体が流れている。流体は、水等の液体や、空気、ガス等の気体が該当する。なお、配管１２０は、建造物の屋根裏や地下に設置されてもよく、また、壁や柱等に埋設されてもよい。
欠陥分析システム１０は、欠陥分析装置１００と、振動検出部１０１とを備える。欠陥分析装置１００は、信号処理部１０２と、周波数決定部１０３とを有する。まず、これら構成要素の位置関係について説明する。
振動検出部１０１は、配管１２０または流体を伝搬する振動を検出する。振動検出部１０１は、これらの振動を検出可能な位置に設置される。例えば、振動検出部１０１は、配管１２０の外面や内面に直接設置されてもよいし、配管１２０が有する接続部１２３（フランジ、消火栓等）に設置されてもよい。図１に示す例の場合、振動検出部１０１は、マンホール内の接続部１２３に設置されている。なお、振動検出部１０１が複数備えられてもよい。例えば、振動検出部１０１の少なくとも一つは、例えば第２地点近傍の配管１２０または流体を伝搬する振動を検出可能な位置に設置されてもよい。欠陥分析システム１０が複数の振動検出部１０１を備えることで、複数の振動検出部１０１からの振動データを用いて、欠陥の存在の判定に加え、欠陥の位置を特定することも可能となる。例えば、２つの振動検出部１０１が備えられている場合、欠陥から発生した振動がそれぞれの振動検出部へ到達する時間差Δｔと、それぞれの振動検出部間の距離Ｌと、振動の音速ｖとに基づいて欠陥が生じた位置を特定する。すなわち、一方の振動検出部から欠陥の位置までの距離は、（Ｌ−ｖΔｔ）／２の式を用いて算出される。さらに、振動の距離に対する減衰率があらかじめ算出されている場合には、それぞれの振動検出部１０１が検出した振動の大きさに基づいて、欠陥の位置が特定され得る。
本実施形態では、流体の漏洩を判定する場合には、振動検出部１０１は、接続部１２３の壁面等の第１地点１２４から発生した振動（第１振動）と、第２地点１２５から発生した振動（第２振動）とを検出する。なお、第１地点は、例えば振動検出部１０１が設置されている地点から所定の範囲にある地点（例えば、振動検出部１０１が設置されている地点の近傍）に定められる。第１地点は、例えば振動検出部１０１が設置されている地点から１ｍ程度以内の地点であり、典型的には５ｃｍ以上５０ｃｍ以下のエリアであることが好ましい。ここで、第１振動および第２振動を与える手段としては特に規定しないが、例えば、人間や自転車、自動車などの交通騒音が土壌やマンホールの壁面を経由して、配管や接続部を揺らし、間接的に第１地点や第２地点を加振することが挙げられる。また、最も単純な手段としては、人間がハンマ等を用いて第１地点を叩いた際に検出した振動を第１地点からの振動とし、第２地点をハンマで叩いた際に検出した振動を第２地点からの振動とすることが挙げられる。
振動検出部１０１は、他の様々な振動源からの振動を検出する。上述した範囲に第１地点が定められる場合には、振動検出部１０１が検知する振動においては、第１地点からの振動が他の振動に比べて数１００倍以上と支配的となる。換言すると、第１地点は、振動検出部１０１が振動を検知した場合、第１地点からの振動が他の振動と比較して支配的になるような範囲に定められればよい。なお、第２地点は、振動検出部１０１が設置されている地点から１ｍ程度以上１０ｋｍ程度以内であることが好ましく、典型的には５０ｍ以上５００ｍ以内である。
欠陥分析装置１００の設置位置は特段制限されず、振動検出部１０１と通信可能であればどこでもよい。欠陥分析装置１００は、地上に設置されてもよいし、地中に設置されてもよい。例えば、欠陥分析装置１００は地上に設置され、有線及び／又は無線を用いた通信により、振動検出部１０１と通信してもよい。
次に、各要素の構成について詳細に説明する。振動検出部１０１は、第２地点１２５から発生し、配管１２０を伝搬する振動および流体を伝搬する振動および接続部１２３を伝搬する振動の少なくとも一つである第２振動を検出し（相互応答）、第１地点１２４から発生し、配管１２０を伝搬する振動および流体を伝搬する振動および接続部１２３を伝搬する振動の少なくとも一つである第１振動を検出する（自己応答）。
振動検出部１０１は、圧電式振動センサや電磁式振動センサ、超音波センサ、マイクなどを用いて実現される。信号処理部１０２や周波数決定部１０３には、検出信号として、例えば振動検出部１０１によって検出された振動の振幅および周波数に応じた電気信号等が入力される。
周波数決定部１０３は、相互応答の振動波形と自己応答の振動波形とを用いて欠陥分析時に流体漏洩に対応する周波数帯を選定する。このようにすることで、欠陥からの流体漏洩に起因する振動が配管１２０または流体を伝搬する周波数帯を適切に選定することができる。以下、この理由を説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における欠陥分析方法の周波数選定法の一例を示す図である。振動検出部１０１は、図２（ａ）に示すように特定の周波数帯に振動加速度のピークを有する自己応答の第１振動を検出する。同様に、振動検出部１０１は、図２（ｂ）に示すように図２（ａ）とは別の形状の周波数応答の相互応答の第２振動を検出する。そして、周波数決定部１０３は、第１振動に基づいて、第１振動の振動加速度のピークを有する第１周波数帯を決定する。第１周波数帯は、例えば、第１振動の振動加速度のピークとなる周波数から所定の範囲にある周波数帯である。また、周波数決定部１０３は、第２振動に基づいて、第２振動の振動加速度のピークを有する第２周波数帯を決定する。第２周波数帯は、例えば、第２振動の振動加速度のピークとなる周波数から所定の範囲にある周波数帯である。そして、周波数決定部１０３は、周波数決定部１０３は、第１周波数帯及び第２周波数帯に基づいて、欠陥分析時に使用する周波数帯である漏洩周波数帯を決定する。周波数決定部１０３は、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）の相互応答における周波数ピークを含む第２周波数帯のうち、図２（ａ）の自己応答における周波数ピークを含む第１周波数帯を除いた範囲を漏洩周波数帯として決定する。
なお、第１周波数帯又は第２周波数帯は、それぞれ一つとは限られない。振動加速度のピークとして、例えば振動加速度の大きさが極大となる点が選ばれる。第１周波数帯又は第２周波数帯は、所定の閾値以上の周波数を周波数帯として設定してもよい。
以上のような処理により、相互応答から自己応答の影響を除外することで、欠陥分析に使用する適切な周波数帯を選定することができる。なお、相互応答から自己応答を除外する前に、振動の伝搬経路の材質（物性）等を示す物理的情報に基づいて、漏洩周波数帯として使用する周波数範囲（第三周波数帯）を近似的に算出してもよい。この場合には、周波数決定部１０３は、第三周波数帯の導出の後に、自己応答における周波数ピークを除外するという多段階の処理を行う。近似的な周波数範囲の算出結果は、典型的には金属管で１Ｈｚ以上２ｋＨｚ以下、プラスチック管で１Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下であるが、この範囲に限定されるものではない。このように多段階で処理を施すことにより、周波数決定部１０３は、相互応答から自己応答を除外するのみの場合と比較して高精度に漏洩に対応する周波数帯を選定することができる。したがって、欠陥分析装置１００は、欠陥の存在を高精度に判定することが可能となる。
そして、信号処理部１０２は、上述のように特定された漏洩周波数帯における振動のレベルに基づいて、配管からの流体漏洩が存在するか否かを判定する。信号処理部１０２は、例えば漏洩周波数帯における振動のレベルが所定の閾値を超える場合に、配管からの流体漏洩が存在すると判定する。
次に、本実施形態における欠陥分析装置を用いて実現される欠陥分析方法について説明する。図３は、本実施形態における欠陥分析方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、振動検出部１０１は、第１地点１２４から発生し、配管１２０を伝搬する振動および流体を伝搬する振動および接続部１２３を伝搬する振動の少なくとも一つである第１振動を検出する。そして振動検出部１０１は、検出信号を周波数決定部１０３へ送信する。
ステップＳ２では、振動検出部１０１は、第２地点１２５から発生し、配管１２０を伝搬する振動および流体を伝搬する振動および接続部１２３を伝搬する振動の少なくとも一つである第２振動を検出する。そして振動検出部１０１は、検出信号を周波数決定部１０３へ送信する。ここで、振動を取得する順番は、逆とすることもでき、同時に取得することもできる。つまり、第２振動を検出した後に、第１振動を検出する構成とすることもできる。
すると、周波数決定部１０３は、振動検出部１０１が検出した第１振動の波形と、第２振動の波形とに基づいて、欠陥分析に使用する漏洩周波数帯を決定する（ステップＳ３）。
詳細は上述の通りである。
図４は、欠陥分析装置１００に制御装置１１０が設けられた場合の形態の一例を示す図である。図４に示すように、欠陥分析装置１００は、制御装置１１０をさらに備える。制御装置１１０に蓄えられた、材質（物性）等に基づいて近似的に算出された周波数データは、周波数決定指示信号１１１として周波数決定部１０３へ入力され、漏洩周波数帯が決定される場合等に用いられる。
なお、第２振動は、第１振動が取得（測定）されるタイミングと同じタイミング（例えば、同じ日、同じ時間）で順次取得（測定）され、周波数決定部１０３に入力されてもよい。また、第２振動は、第１振動が取得（測定）されるよりも前に取得（測定）され、予め周波数決定部１０３に記憶されていてもよい。また、第１振動は、第２振動が取得されるよりも前に取得（測定）され、予め周波数決定部１０３に記憶されていてもよい。
続いて、信号処理部１０２が、漏洩周波数帯における振動レベル（振動加速度）が予め設定した閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ４）。漏洩周波数帯における振動レベルが予め設定した閾値を超えない場合、信号処理部１０２は、欠陥（漏洩）がないと判定し（ステップＳ５）、ステップＳ１の処理が行われる。一方、漏洩周波数帯における振動レベルが予め設定した閾値を超える場合、信号処理部１０２は、欠陥（漏洩）があると判定する（ステップＳ６）。
このように、本実施形態においては、振動検知部１０１が２つの地点で発生したそれぞれの振動を検出する。そして、欠陥分析装置１００の周波数決定部１０３が、それぞれ振動の振動レベルに基づいて漏洩周波数帯を決定し、信号処理部１０２が、漏洩周波数帯における振動レベルに基づいて、漏洩の有無を判定する。欠陥分析装置１００は、上述のように決定された、欠陥の分析に適した周波数帯である漏洩周波数帯における振動レベル等に基づいて漏洩の有無を判定するため、配管の欠陥有無を高精度に判定することが可能となる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の欠陥分析装置の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態における欠陥分析システム２０は、第１の実施形態における欠陥分析システム１０に、第１加振器１１２および第２加振器１１３が追加されたものである。
第１加振器１１２は、配管１２０または流体に振動を加振可能な位置に設置される。例えば、第１加振器１１２は、配管１２０の外面や内面に直接設置されてもよいし、配管１２０が有する接続部１２３（フランジ、消火栓等）に設置されてもよい。図５に示した形態では、第１加振器１１２は、マンホール内の接続部１２３で、第１の実施形態における第１地点１２４と同じ位置に設置されている。
第２加振器１１３は、配管１２０または流体に振動を加振可能な位置に設置される。例えば、第２加振器１１３は、配管１２０の外面や内面に直接設置されてもよいし、配管１２０が有する接続部１２３（フランジ、消火栓等）に設置されてもよい。図５に示した形態では、第２加振器１１３は、マンホール内の接続部１２３で、第１の実施形態における第２地点１２５と同じ位置に設置されている。
第１加振器１１２は、接続部１２３の壁面等の第１地点１２４へ複数の周波数（広帯域な周波数）の振動を印加することができる。複数の周波数の振動を印加する手段は特段制限されない。第１加振器１１２は、複数の周波数の振動を同時に印加してもよいし、周波数を変えながら複数の周波数の振動を順次印加してもよい。第１加振器１１２は、例えばインパルス振動やホワイトノイズを印加してもよい。
第１加振器１１２は、電磁式加振器や永久磁石式加振器、電磁式スピーカー、超音波振動子等にて実現される。第１加振器１１２は、流体や配管１２０に振動を加振可能で、かつ、振動周波数を変化できる、または複数の周波数成分を有する振動を加振できるのであれば、上述した機器とは異なる機器であってもよい。
第２加振器１１３は、接続部１２３の壁面等の第２地点１２５へ複数の周波数（広帯域な周波数）の振動を印加することができる。複数の周波数の振動を印加する手段は特段制限されない。第２加振器１１３は、複数の周波数の振動を同時に印加してもよいし、周波数を変えながら複数の周波数の振動を順次印加してもよい。第２加振器１１３は、例えばインパルス振動やホワイトノイズを印加してもよい。
第２加振器１１３は、電磁式加振器や永久磁石式加振器、電磁式スピーカー、超音波振動子等にて実現される。第２加振器１１３は、流体や配管１２０に振動を加振可能で、かつ、振動周波数を変化できる、または複数の周波数成分を有する振動を加振できるのであれば、上述した機器とは異なる機器であってもよい。
なお、図５に示した形態では、第１加振器１１２及び第２加振器１１３の２つの加振器が設けられている。しかしながら、本実施形態においては、第１加振器１１２と第２加振器１１３とのうち一方のみが設けられている構成であってもよい。
図６は、欠陥分析装置２００に制御装置２１０が設けられた場合の形態の一例を示す図である。図６に示すように、欠陥分析装置２００は、制御装置２１０をさらに備えてもよい。この場合、第１加振器１１２が制御装置２１０の制御による加振指示信号１１４に従って加振し、第２加振器１１３が制御装置２１０の制御による加振指示信号１１５に従って加振してもよい。
本実施形態においては、欠陥分析装置２００又は欠陥分析システム２０は、漏洩起因の周波数を能動的に加振して得ることで、さらに高精度な欠陥分析をすることができる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１５年３月２４日に出願された日本出願特願２０１５−６０４４３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１０、２０ 欠陥分析システム
１００，２００ 欠陥分析装置
１０１ 振動検出部
１０２ 信号処理部
１０３ 周波数決定部
１１０，２１０ 制御装置
１１１ 周波数決定指示信号
１１２ 第１加振器
１１３ 第２加振器
１１４，１１５ 加振指示信号
１２０ 配管
１２１，１２２ 土壌
１２３ 接続部
１２４ 第１地点
１２５ 第２地点
１２６ 欠陥

Claims (10)

  1. 配管に生じた振動を検知可能な振動検出手段の設置地点から所定の範囲にある第１地点から発生した第１振動に基づいて第１周波数帯を決定し、前記第１地点と異なる第２地点から発生した第２振動に基づいて第２周波数帯を決定し、前記第１周波数帯と前記第２周波数帯とに基づいて漏洩周波数帯を決定する周波数決定手段と、
    前記漏洩周波数帯における前記振動の振動レベルに基づいて、前記第１地点と前記第２地点との間の欠陥を判定する信号処理手段とを有する欠陥分析装置。
  2. 前記周波数決定手段は、前記配管または前記流体の物性に基づいて第三周波数帯を決定し、該第三周波数帯の範囲内で前記漏洩周波数帯を決定する、請求項１に記載の欠陥分析装置。
  3. 前記周波数決定手段は、前記第１振動のピークとなる周波数に基づいて前記第１周波数帯を決定する、請求項１又は２に記載の欠陥分析装置。
  4. 前記周波数決定手段は、前記第２振動のピークとなる周波数に基づいて前記第２周波数帯を決定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の欠陥分析装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の欠陥分析装置と、
    配管または前記配管に接続された接続部に設置され、前記配管と前記配管内を流れる流体との少なくとも一方を伝搬する振動を検出する前記振動検出手段とを備える欠陥分析システム。
  6. 前記第１地点と前記第２地点との少なくとも一方に振動を与える加振器を有する、請求項５に記載の欠陥分析システム。
  7. 前記加振器はインパルス振動を与える、請求項６に記載の欠陥分析装置。
  8. 複数の前記振動検出手段を有する、請求項５から７のいずれか一項に記載の欠陥分析システム。
  9. 配管に生じた振動を検出する地点から所定の範囲にある第１地点から発生した第１振動に基づいて第１周波数帯を決定し、前記第１地点と異なる第２地点から発生した第２振動に基づいて第２周波数帯を決定し、前記第１周波数帯と前記第２周波数帯とに基づいて漏洩周波数帯を決定し、
    前記漏洩周波数帯における前記振動の振動レベルに基づいて、前記第１地点と前記第２地点との間の欠陥を判定する欠陥分析方法。
  10. コンピュータに、
    配管に生じた振動を検出する地点に応じた第１地点から発生した第１振動に基づいて第１周波数帯を決定し、前記第１地点と異なる第２地点から発生した第２振動に基づいて第２周波数帯を決定し、前記第１周波数帯と前記第２周波数帯とに基づいて漏洩周波数帯を決定する周波数決定手順と、
    前記漏洩周波数帯における前記振動の振動レベルに基づいて、前記第１地点と前記第２地点との間の欠陥を判定する信号処理手順とを実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能記録媒体。
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