WO2006003783A1 - 液体貯蔵タンクの漏洩検査装置 - Google Patents

液体貯蔵タンクの漏洩検査装置 Download PDF

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Yukinaga Nakano
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Toyama Inspection Co., Ltd.
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    • G01M3/2892Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for underground fuel dispensing systems

Definitions

  • the present invention relates to a leakage inspection apparatus for inspecting leakage of a liquid storage tank such as gasoline.
  • the pressurization method includes a gas pressurization method and a liquid pressurization method, both of which enclose a test gas or liquid inside a tank to be inspected, pressurize the tank inside to a specified pressure, and leave it at rest. After that, the determination is made based on whether or not the pressure drop value maintains the value within the standard.
  • the gas pressurization method uses nitrogen gas (N 2), and the liquid pressurization method mainly uses water.
  • the fine pressurization method includes filling a nitrogen gas inside the tank, pressurizing the tank until it reaches a specified pressure, and allowing it to stand, and then the pressure drop value is a reference value. It is judged whether or not it has the power to maintain the inside. In this case, in order to inspect only the inner wall of the gas phase in the tank, the pressure is lower and higher than that of the pressurization method.
  • the gas phase inside the tank is depressurized and it is determined whether the pressure increase value maintains the standard. In this case as well, the depressurization is performed in the gas phase.
  • the inspection object is only the inner wall of the gas phase.
  • Patent Document 1 JP-A-10-19717
  • Patent Document 2 US Patent No. 5319956
  • the pressurization method uses a medium such as gas or liquid to fill the tank for inspection, so when inspecting the existing storage tank, The entire stored product is discharged once, and after the inspection is completed, the inside of the tank is cleaned and the original stored product is returned again, which is not efficient.
  • the inspection time can be many hours, making it impossible to make a quick decision.
  • Patent Document 2 a method has been proposed in which the inside of a tank is depressurized to a pressure close to a vacuum, and groundwater entering the tank is detected.
  • This detection method detects the leak hole by measuring the water level at the bottom of the tank with groundwater that has entered due to pressure reduction, and detects the intrusion of air from the leak hole into the tank by the intrusion sound of bubbles.
  • this detection method is used to detect leakage of the liquid phase in the tank, and if there is no groundwater under the liquid in the tank, if there is little groundwater, Intrusion could not be detected or the detection accuracy was low. Furthermore, the intrusion sound of bubbles was weak, and the intrusion of air from minute leak holes could not be accurately detected.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a liquid storage tank leak detection device capable of easily and accurately performing tank leak inspection even while liquid is being stored in the liquid storage tank.
  • the purpose is to provide.
  • a liquid storage tank such as gasoline or light oil
  • a decompression device that decompresses the inside of the liquid storage tank, and the liquid storage tank A rod portion to be inserted, a float that fits on the rod portion and floats on the liquid surface in the liquid storage tank and moves along the rod portion according to the displacement of the liquid surface, and a movable magnet provided on the float A reference magnet fixed to the rod portion and positioned in the liquid storage tank, a displacement sensor for detecting the positions of the movable magnet and the reference magnet, respectively, and the movable relative to the reference magnet by a signal from the displacement sensor
  • This is a liquid storage tank leak inspection device that consists of a measuring device that determines the position of the magnet.
  • the displacement sensor includes a position of the reference magnet and a movable magnet provided in the float. It is a magnetostrictive linear sensor that detects the displacement of the.
  • the reference magnet may be fixed to a lower portion of the rod portion and positioned in the liquid of the liquid storage tank.
  • the measuring device includes a determination unit such as a program for determining whether or not the displacement of the movable magnet with respect to the reference magnet is greater than a certain value.
  • the liquid storage tank is immersed in water, and the leakage of the portion of the tank where the liquid is immersed is detected.
  • the present invention provides an acceleration sensor that is attached to a fixed object connected to the liquid in the liquid storage tank and detects acceleration of vibration, and whether or not a change in the signal of the acceleration sensor force is a certain level or more.
  • a liquid storage tank leakage inspection device including a discrimination device for discriminating between a liquid storage tank and a liquid storage tank.
  • the detected acceleration is the acceleration of the acoustic vibration generated when air leaks from the tank leaks into the tank, rises as bubbles in the liquid in the tank, and bursts at the liquid level.
  • the acceleration sensor is integrally provided with a magnet part for attachment, and the magnet part is attached by applying grease to the fixed object to be attached. The invention's effect
  • the leakage inspection apparatus of the present invention regardless of the amount of liquid in the liquid storage tank, the leakage inspection of the gas phase portion and the liquid phase portion of the tank portion in contact with the groundwater is efficiently and accurately performed. It can be done in a short time. Furthermore, it is possible to eliminate the influence of external temperature changes, etc., and extremely accurate measurement is possible.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a state in which a leakage inspection apparatus according to an embodiment of the present invention is attached to a liquid storage tank.
  • FIG. 2 is a front view showing a magnetostrictive linear sensor of a leakage inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph comparing the effect of temperature rise of the leakage inspection apparatus according to the embodiment of the present invention with a case where a reference magnet is not used.
  • FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing a state in which an acceleration sensor of a leakage inspection apparatus according to another embodiment of the present invention is attached to a liquid storage tank.
  • the liquid storage tank 2 in this embodiment is fixed to an installation space 1 formed underground, and is used for a gas station or the like.
  • the ground part 3 where the tank 2 is installed is paved with concrete 4 or the like, and the tank 2 is fixed by the fixing device 6 provided between the concrete 4 and the ground of the installation space 1. It is firmly fixed.
  • a manhole part 8 is provided in the ground part 3 located above the tank 2, and a measuring pipe 10 for detecting the amount of liquid stored in the tank 2 and gasoline, etc.
  • a suction pipe 16 to which a suction pump 14 for sucking the stored material 12 is connected is provided.
  • the measuring pipe 10 is inserted from the upper part in the tank 2.
  • the suction pipe 16 inserted from the manhole part 8 is inserted in the tank 2 with its tip part close to the inner bottom part.
  • a vent pipe 18 is provided for communicating the gas phase space inside the tank 2 with the outside, and the above-ground portion of the vent pipe 18 is located along the fire wall 20.
  • the leakage inspection apparatus performs a leakage inspection of the gas phase portion and the liquid layer portion of the tank 2 in a state where the liquid is stored, and a displacement sensor that detects the displacement of the liquid level for the detection of leakage.
  • the magnetostrictive linear sensor 22 is used.
  • the magnetostrictive linear sensor 22 includes a rod portion 24 that is passed through the measuring tube 10 and immersed in the liquid, and is fitted to the rod portion 24 and floats on the liquid surface in the tank 2 according to the displacement of the liquid surface. It has a float 25 that moves freely along 24.
  • the float 25 is provided with a movable magnet 21, and a reference magnet 23 fixed to the rod portion 24 is provided at the lower end portion of the rod portion 24 and in the liquid of the storage 12 in the tank 2.
  • a main body probe section 27 is provided at the upper end of the rod section 24, and a cable 29 for detection signals and electric power extends from the main body probe section 27.
  • the cable 29 calculates and measures the displacement of the liquid level.
  • a measuring device 26 such as a computer equipped with a program for determining the presence or absence of leakage.
  • a T-type connection pipe 28 having a pressure reducing connection port and a pressure monitoring connection port is connected to an end portion of the aerial pipe 18 serving as a pressure reducing conduit.
  • a decompression device 32 such as an explosion-proof decompression pump or an ejector is connected to the connection port for decompression of the T-type connection pipe 28 via a connection conduit 30 of the decompression device.
  • a pressure gauge 34 with a minimum scale of lkPa at ⁇ 50kPa (FS) is connected.
  • the pressure inside the tank 2 is further lowered by the pressure reducing device 32 below the water head pressure corresponding to the difference between the remaining amount of the storage 12 and the liquid level of the surrounding groundwater 42.
  • the gas phase part 36 of the tank 2 is depressurized so that the pressure is reached.
  • the set pressure reduction value takes into account the water level of the groundwater 42, and the groundwater level high head pressure is also reduced by the liquid head pressure of the stored item 12. Furthermore, the difference in specific gravity between water and oil becomes a problem, but oil has a specific gravity of 1.0 or less, and even if it is approximately equal to water, it works on the safe side of the set decompression value. Water head pressure is not considered Let's say.
  • the reduced pressure value is determined by, for example, the following calculation formula.
  • Depressurization value P is, for example, 5 kPa
  • P is the pressure reduction setting (unit: kPa)
  • A is the liquid level in the tank (unit: mm)
  • B is the ground water level (unit: mm).
  • the decompression value in tank 2 should not exceed 20 kPa.
  • the detection principle of the magnetostrictive linear sensor 22 which is a displacement sensor used in this embodiment will be described.
  • a current pulse is applied to the magnetostrictive wire that is the rod portion 24
  • a circumferential magnetic field is generated in the entire axial direction of the magnetostrictive wire, and when the magnet is brought close to the magnetostrictive wire, an axial magnetic field is applied only to that portion.
  • An oblique magnetic field is generated by the combination of the axial magnetic field and the circumferential magnetic field, and a torsional strain is generated only in the rod portion 24 of this portion.
  • This torsion phenomenon is mechanical vibration.
  • This propagation time is measured, and the absolute position of the float 25 with the movable magnet 21 is measured.
  • the position of the reference magnet 23 fixed to the rod part 24 is also measured.
  • the leak detection of the tank 2 of this embodiment if a minute leak hole exists in the tank 2, the surrounding ground water also enters the leak hole due to the pressure reduction, and the liquid level of the stored item 12 rises. It is to detect this.
  • the amount of groundwater that enters depends on the size of the leak hole, the pressure in the leak hole, and the size of the tank 2 liquid surface. In particular, the size of the liquid level in tank 2 varies greatly depending on the size and level of the tank. Therefore, in order to simplify the judgment, the minimum value for safety is set as a threshold for judging the presence or absence of leakage.
  • the magnetostrictive linear sensor 22 has a resolution of 0.005 mm and the ability to detect a slight liquid level displacement. Expansion is a problem. In particular, when measuring in an environment where the main body probe unit 27 is exposed to direct sunlight during measurement, thermal expansion of the rod unit 24 over the course of the measurement time becomes a problem. The In order to cancel the influence of this thermal expansion, the reference magnet 23 is provided in this embodiment.
  • the main body probe part 27 and the adjacent rod part 24 are affected by the thermal expansion, and if the displacement due to heat is A tk, the origin O force of the main body probe part 27 is also the reference, as shown in Fig. 2.
  • the measurement distance to the magnet 23 can be expressed as T1 + A tk, and the origin O force of the main body probe unit 27 can also be expressed as the measurement distance to the movable magnet 21 as T2 + A tk.
  • the distance T1 is fixed.
  • the presence or absence of leakage can be determined by the displacement of the movable magnet 21 with respect to the fixed reference magnet 23.
  • FIG. 3 shows the influence of the output of the magnetostrictive linear sensor 22 according to this embodiment due to the external temperature, and the change due to the external temperature of the output when the reference magnet 23 is not provided.
  • the main body probe portion 27 of the magnetostrictive linear sensor 22 was placed in a thermostatic bath, and the relationship between the bath temperature and the output was plotted on a graph.
  • the leakage inspection apparatus of this embodiment for example, even in the case of leakage inspection of the tank 2, even if expansion occurs in the main body probe portion 27 due to an external temperature, a slight change in liquid level is accurately detected and leakage occurs. Can be detected.
  • the reference magnet 23 in the vicinity of the lower end of the rod portion 24 and positioning it in the liquid, it can be set as the reference position without being affected by the external temperature.
  • the leakage inspection apparatus also performs a leakage inspection of the liquid layer portion of the tank 2 in a state where the liquid is stored, and uses the acceleration sensor 44 to detect leakage.
  • the acceleration sensor 44 has a magnet portion on the lower surface, and is fixed to a flat surface as much as possible at the upper end of the bent portion of the suction tube 16 located inside the manhole portion 8. Apply grease to the fixed position to attract the magnet part of the acceleration sensor 44.
  • the output of the acceleration sensor 44 is output to a determination device 46 such as a computer via the amplifier 44.
  • the acceleration sensor 44 detects, for example, a distortion caused by a piezoelectric element or a change in capacitance.
  • the acceleration sensor 44 detects acceleration of vibration in a three-dimensional direction, converts it into an electric signal, and outputs it.
  • the gas phase portion 36 of the tank 2 is depressurized by the depressurizer 32 so that the pressure is lower than the water head pressure due to the remaining amount of the stored matter 12 in the tank 2.
  • the depressurizer 32 When a leak hole exists in the inner wall 40 of the liquid phase part 38 of the tank 2, air enters the tank 2 from the leak hole, and rises as bubbles in the liquid of the stored item 12 in the tank 2. .
  • the bubbles reach the liquid level of the stored product 12, they burst at the liquid level, thereby generating an acoustic vibration. This vibration propagates through the suction pipe 16 inserted in the liquid phase portion 38 of the tank 2, and the acceleration of the vibration is detected by the acceleration sensor 44.
  • a signal from the acceleration sensor 44 is sent to a discrimination device 46 such as a computer through the amplifier 44, and the signal is identified. Then, the presence or absence of leakage is inspected based on whether or not the output of the acceleration sensor 44 after decompression shows a high value above a certain level within a predetermined time of about several minutes.
  • the judgment level is that if there is a sound of bursting of bubbles! /, There is a leak. Therefore, if a signal higher than the signal level before decompression, for example, 6db or more occurs, there is a leak, and the signal level lower than that. If it is, it is determined that there is no leakage.
  • This vibrational motion is represented by a cosine or sine of a trigonometric function, and performs a periodic motion.
  • cosine if the distance from the balance point is X,
  • is an angular frequency
  • 2 ⁇
  • a amplitude
  • t time. Therefore, the motion repeats the same cycle every 2 ⁇ / ⁇ .
  • This motion has a speed and an acceleration, and the speed is changed as shown in the following equations (5) and (6).
  • the equation (4) of the unit quantity x is differentiated once, and the acceleration is calculated by differentiating the above equation (4) twice.
  • the vibration speed increases in proportion to the frequency.
  • the vibration acceleration increases in proportion to the square of the frequency. From this, it can be said that when the frequency is high to some extent, it is better to detect the vibration acceleration to detect the micro-vibration generated by the minute bubble force.
  • a minute leakage hole of ⁇ 0.3 mm or less exists in the inner wall 40 of the liquid phase part 38.
  • this acceleration sensor can be used to detect leakage in the liquid phase section, not only the presence or absence of groundwater around the liquid storage tank. it can.
  • the liquid type of the stored product in the liquid storage tank can be applied to liquids having a kinematic viscosity of less than 150 mm 2 Zs, such as gasoline, alcohols, solvents, kerosene, light oil, and heavy oil. It is a thing.
  • the reference magnet may be located at a position other than the lower end of the rod part as long as it is not affected by the external temperature in the liquid storage tank.
  • the leak inspection system using an accelerometer is used when there is no water around the outer wall of the tank, and when the groundwater level in the tank installation space is lower than the liquid level in the liquid phase of the underground tank. It can also be applied to tank inner wall leakage inspection between the surface and the groundwater surface. Furthermore, it can be applied to liquid tanks on the ground, and uses are not limited.

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Abstract

 液体貯蔵タンクに液体を貯蔵中でも、タンクの漏洩検査が容易且つ正確に可能な液体貯蔵タンクの漏洩検査装置を提供する。  液体貯蔵タンク2の周囲の少なくとも一部が水に浸かった状態にあり、この液体貯蔵タンク2の内部を減圧する減圧装置32を備える。液体貯蔵タンク2内に挿通されるロッド部24と、ロッド部24に嵌合し液体貯蔵タンク2内の液体表面に浮かべられ液面の変位に従ってロッド部24に沿って動くフロート25を有する。フロート25に設けられた可動磁石21と、ロッド部24の下部であって液体貯蔵タンク2内に固定された基準磁石23と、可動磁石21と基準磁石23の位置を各々検知する本体プローブ部27と、本体プローブ部27からの信号により基準磁石23に対する可動磁石21の位置を求める計測装置26を備える。  

Description

液体貯蔵タンクの漏洩検査装置
技術分野
[0001] この発明は、ガソリン等の液体貯蔵タンクの漏洩を検査する漏洩検査装置に関する 背景技術
[0002] 例えば、ガソリンスタンドなどでは、ガソリンや軽油、灯油を、地下に設置した液体貯 蔵タンクに貯蔵している。この液体貯蔵タンクは、設置直後並びに定期的にタンクか らの漏洩の有無の検査が消防法上義務付けられている。検査方法には、一般に、加 圧試験法、微加圧試験法、微減圧試験法がある。
[0003] 加圧法には、ガス加圧法または液体加圧法があり、どちらも検査用のガス又は液体 を検査対象のタンク内部に封入し、タンク内部が規定の圧力になるまで加圧し静置し た後、圧力降下値が基準内の値を維持している力否かにより判定している。ガス加圧 法では、窒素ガス (N )を用いており、液体加圧法では主に水が使用されている。
2
[0004] 微加圧法は、特許文献 1に開示されている様に、タンク内部に窒素ガスを封入し、 タンク内部が規定の圧力になるまで加圧し静置した後、圧力降下値が基準値内を維 持している力否かを判定している。この場合、タンク内の気相部内壁のみの検査を目 的とするため、加圧法に比べて低 、圧力をかけて 、る。
[0005] 微減圧法は、タンク内部の気相部を減圧し、圧力上昇値が基準を維持して 、るか 判定しているもので、この場合も、減圧は気相部で行われるため、検査対象は気相 部内壁のみとなる。
特許文献 1 :特開平 10— 19717号公報
特許文献 2 :米国特許第 5319956号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 上記従来の検査方法によると、加圧法では、検査のためタンクを満たすためのガス や液体などの媒体を使用するため、既設貯蔵タンクを検査する場合は、ガソリン等の 貯蔵物を一度全て排出し、検査終了後、タンク内を洗浄した上で、元の貯蔵物をふ たたび戻すことになり、効率がよくない。さらに、検査時間が何時間も力かるものであ り、迅速な判定ができないものであった。
[0007] また、微加圧法及び微減圧法では、気相部のみを検査の対象にして ヽるため、圧 力が液相部に影響を及ぼすほど加減圧することがなく、どちらも液相部の検査をする ことができな 、ものであった。
[0008] そこで、特許文献 2に開示されているように、真空に近い圧力にタンク内を減圧して 、タンク内へ浸入する地下水を検知する方法も提案されている。この検知方法は、減 圧により浸入した地下水によるタンク底部の水の水位を測定して漏洩孔を検知する 方法と、タンク内への漏洩孔からの空気の浸入を、気泡の浸入音により検知する方法 とを組み合わせたものである。しかし、この検知方法は、タンク内の液相部の漏洩検 知を行うものであり、また、タンク内の液体の下に地下水が溜まっていない場合ゃ微 少な場合には、漏洩孔カ の水の浸入を検知できないか、検知精度が低いものであ つた。さらに、気泡の浸入音は、微弱であり、微小な漏洩孔からの空気の浸入を正確 に検知できな 、ものであった。
[0009] この発明は、上記従来技術の問題を鑑みて成されるもので、液体貯蔵タンクに液体 を貯蔵中でも、タンクの漏洩検査が容易且つ正確に可能な液体貯蔵タンクの漏洩検 查装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] この発明は、ガソリンや軽油等の液体貯蔵タンクの周囲の少なくとも一部が水に浸 かった状態にあり、この液体貯蔵タンクの内部を減圧する減圧装置と、前記液体貯蔵 タンク内に挿通されるロッド部と、このロッド部に嵌合し前記液体貯蔵タンク内の液体 表面に浮かべられ液面の変位に従って前記ロッド部に沿って動くフロートと、このフロ ートに設けられた可動磁石と、前記ロッド部に固定され前記液体貯蔵タンク内に位置 する基準磁石と、前記可動磁石と基準磁石の位置を各々検知する変位センサと、前 記変位センサからの信号により前記基準磁石に対する前記可動磁石の位置を求め る計測装置とから成る液体貯蔵タンクの漏洩検査装置である。
[0011] 前記変位センサは、前記基準磁石の位置と、前記フロートに設けられた可動磁石 の変位を検知する磁歪式リニアセンサである。前記基準磁石は、前記ロッド部の下部 に固定され、前記液体貯蔵タンクの液体内に位置すると良い。また、前記計測装置 は、前記基準磁石に対する前記可動磁石の変位が一定以上である力否かを判別す るプログラム等の判別手段を備えている。前記液体貯蔵タンクは、水中に浸力つてい るものであり、この水に浸力つている部分のタンク箇所の漏洩を検知するものである。
[0012] さらにこの発明は、前記液体貯蔵タンク内の液体につながった固定物に取り付けら れ振動の加速度を検知する加速度センサと、前記加速度センサ力 の信号の変化 が一定以上である力否かを判別する判別装置とを備えた液体貯蔵タンクの漏洩検査 装置である。検知する加速度は、タンクの漏洩孔力 空気がタンク内に進入し、タンク の液体内を気泡とし上昇し、液面で破裂して発生した音響的振動の加速度である。 前記加速度センサには、取付用のマグネット部が一体に設けられ、前記マグネット部 は、取り付け対象の前記固定物に、グリースを塗布して取り付けられるものである。 発明の効果
[0013] この発明の漏洩検査装置によれば、液体貯蔵タンク内の液体の量にかかわらず、 地下水に接しているタンク部分の気相部及び液相部の漏洩検査を効率よく正確に、 且つ短時間で行うことができる。さらに、外部の温度変化等による影響を無くすことが でき、極めて正確な測定が可能である。
[0014] また、加速度センサを用いて検知することにより、地下水に接していない部分の液 体貯蔵タンク内部の液相部の漏洩検査を正確に行うことができる。 図面の簡単な説明
[0015] [図 1]この発明の一実施形態の漏洩検査装置を液体貯蔵タンクに取り付けた状態を 示す概略縦断面図である。
[図 2]この発明の一実施形態の漏洩検査装置の磁歪式リニアセンサを示す正面図で ある。
[図 3]この発明の一実施形態の漏洩検査装置の温度上昇による影響を、基準磁石を 用いな 、場合と比較したグラフである。
[図 4]この発明の他の実施形態の漏洩検査装置の加速度センサを、液体貯蔵タンク に取り付けた状態を示す概略縦断面図である。 符号の説明
2 タンク
8 マンホール部
10 計量管
12 貯蔵物
14 吸引ポンプ
18 通気管
21 可動磁石
22 磁歪式リニアセンサ
23 基準磁石
24 ロッド、咅
25 フロート
26 計測装置
27 本体プローブ部
32 減圧装置
34 圧力計
36 気相部
38 液相部
44 加速度センサ
46 判別装置
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の液体貯蔵タンクの漏洩検査装置の一実施形態について、図 1、 図 2を基にして説明する。この実施形態における液体貯蔵タンク 2は、地下に形成さ れた設置空間 1に固定されたもので、ガソリンスタンドなどに使用されている。図 1で 示すように、タンク 2の設置箇所の地上部 3は、コンクリート 4などで舗装され、そのコ ンクリート 4と設置空間 1の地面との間に設けられた固定器具 6により、タンク 2が強固 に固定されている。タンク 2の上方に位置する地上部 3にはマンホール部 8が設けら れ、その内部にはタンク 2内の液体貯蔵量を検知するための計量管 10と、ガソリン等 の貯蔵物 12を吸引する吸引ポンプ 14が接続された吸引管 16が設けられている。計 量管 10は、タンク 2内の上部から挿入されている。マンホール部 8から挿入された吸 引管 16は、タンク 2内底部に先端部が近接して挿入されている。さらに、タンク 2内部 の気相空間を外部と連通させる通気管 18が設けられ、通気管 18の地上部は、防火 壁 20に沿って位置して 、る。
[0018] この実施形態における漏洩検査装置は、液体を貯蔵した状態でタンク 2の気相部 及び液層部の漏洩検査を行うもので、漏洩の検知には液面の変位を検知する変位 センサである磁歪式リニアセンサ 22を用いる。磁歪式リニアセンサ 22は、計量管 10 内に揷通され液中に浸けられるロッド部 24と、このロッド部 24に嵌合しタンク 2内の液 体表面に浮かべられ液面の変位に従ってロッド部 24に沿って自由に動くフロート 25 を備えている。フロート 25には可動磁石 21が設けられ、ロッド部 24の下端部であって タンク 2の貯蔵物 12の液内には、ロッド部 24に固定された基準磁石 23が設けられて いる。
[0019] ロッド部 24の上端には本体プローブ部 27が設けられ、本体プローブ部 27から、検 知信号や電力用のケーブル 29が延びており、ケーブル 29は、液面の変位を演算し 計測するとともに、漏洩の有無を判別するプログラムを備えたコンピュータ等の計測 装置 26に接続されている。
[0020] また、減圧用管路となる通気管 18の地上部の端部には、減圧用の接続口と圧力監 視用の接続口が付いた T型接続管 28が接続されている。 T型接続管 28の減圧用の 接続口には、減圧装置の接続管路 30を介して防爆型の減圧ポンプやェジェクタ等 の減圧装置 32が接続され、圧力監視用の接続口には、例えば—50kPa (F. S. )で 最小目盛が lkPaである圧力計 34が接続されて 、る。
[0021] この実施形態の漏洩検査方法は、まず、減圧装置 32によりタンク 2内部の圧力を、 貯蔵物 12の残量と周囲の地下水 42の液面との差に相当する水頭圧よりさらに低い 圧力となるように、タンク 2の気相部 36を減圧する。設定減圧値は、地下水 42の水位 を考慮し、地下水位高水頭圧を貯蔵物 12の液面水頭圧力も減じることとする。さらに 、水と油の比重の差が問題となるが、油類は比重が 1. 0以下であり、近似的に水と等 しいとしても設定減圧値の安全側に働くので、比重の差による水頭圧は考慮しないも のとする。
[0022] 減圧値は、例えば下記の計算式により決定する。減圧値 Pは、例えば 5kPa減圧の ¾口
P (kPa) = (AX O. 01)—(B X O. 01) + 5 · · · (1)
lOkPa減圧の場合は
P (kPa) = (AX O. 01)—(B X O. 01) + 10 · · ' (2)
となる。ここで、 Pは減圧設定値(単位 kPa)、 Aはタンク内液面高(単位 mm)、 Bは地 下水位(単位 mm)である。また、タンク 2内の減圧値は、安全を見て最大 20kPa以上 にならないようにする。
[0023] 次に、この実施形態で用いる変位センサである磁歪式リニアセンサ 22の検知原理 について説明する。先ず、ロッド部 24である磁歪線に電流パルスを与えると、磁歪線 軸方向全域に円周方向の磁場が生じ、磁石をその磁歪線に近づけると、その部分に のみ軸方向磁場が与えられる。そして、軸方向磁場と円周方向の磁場との合成によ つて斜めの磁場が生じ、この部分のロッド部 24にのみねじり歪が発生する。このねじ り現象は機械振動であり、この伝播時間を計測し、可動磁石 21の付いたフロート 25 の絶対位置を測定する。同様にロッド部 24に固定された基準磁石 23の位置も測定 する。これらの測定分解能は、 0. 005%FS以下(または 0. 005mm)の高分解能で 液面変位を検知することができる。
[0024] この実施形態のタンク 2の漏洩検知は、タンク 2内に微少な漏洩孔が存在すると、減 圧により周囲の地下水がその漏洩孔カも浸入し、貯蔵物 12の液面が上昇することを 検知するものである。浸入する地下水の量は、漏洩孔の大きさ、漏洩孔での圧力、タ ンク 2の液面の広さにより変化する。特に、タンク 2の液面の広さはタンクの大きさや液 位により大きく変わる。従って、判断の簡易化のため、安全上の最小値をもって、漏 洩の有無を判断する閾値として設定する。
[0025] 磁歪式リニアセンサ 22は、分解能 0. 005mmとわずかな液面変位を検出できる性 能を有しているので、周囲の振動による液面変位への影響や、温度によるロッド部 24 の膨張が問題となる。特に、測定中に本体プローブ部 27が直射日光に曝されるよう な環境での測定にぉ 、ては、測定時間の経過によるロッド部 24の熱膨張が問題とな る。この熱膨張の影響を打ち消すために、この実施形態では、基準磁石 23を設けて いる。
[0026] ここで、熱膨張の影響を打ち消す原理について以下に説明する。熱膨張による影 響を受けるのは、本体プローブ部 27及びその近傍のロッド部 24であり、その熱による 変位を A tkとすると、図 2に示すように、本体プローブ部 27の原点 O力も基準磁石 23 までの測定距離を T1 + A tk、本体プローブ部 27の原点 O力も可動磁石 21までの測 定距離を T2+ A tkと表すことができる。距離 T1は固定である。そして、漏洩の有無 は、固定された基準磁石 23に対する可動磁石 21の変位によって判別可能であるの で、この変位は、
(T1 + A tk) - (T2+ A tk) =T1 -T2 … ·(3)
と表され、これにより、熱膨張による影響 A tkを無くすことができることが分かる。
[0027] この実施形態による磁歪式リニアセンサ 22の出力の外部温度による影響と、基準 磁石 23を設けない場合の出力の外部温度による変化を図 3に示す。この実験では、 磁歪式リニアセンサ 22の本体プローブ部 27を恒温槽に入れて槽内温度と出力の関 係をグラフにプロットとした。
[0028] これによれば、基準磁石 23を設けた場合(2MGの折れ線)は、槽内温度にかかわ らず変化量がほぼ一定であるのに対して、規準磁石を設けない場合(1MGの折れ 線)は、槽内温度に比例して変化量が発生するものであった。従って基準磁石 23を 設けることにより、外部温度の影響を殆ど受けなくなることが確認された。
[0029] この実施形態の漏洩検査装置によれば、例えばタンク 2の漏洩検査において外部 の温度により本体プローブ部 27部分に膨張が生じても、微少な液面変化を正確に検 知して漏洩の検出が可能である。特に、基準磁石 23をロッド部 24の下端近傍に設け 液体中に位置させることにより、外部温度の影響を受けない状態で基準位置として設 定することができる。
[0030] 次に、この発明の液体貯蔵タンクの漏洩検査装置の他の実施形態について、図 4 を基にして説明する。ここで、上記実施形態と同様の構成は同一の符号を付して説 明を省略する。この実施形態における漏洩検査装置も、液体を貯蔵した状態でタン ク 2の液層部の漏洩検査を行うもので、漏洩の検知に加速度センサ 44を用いる。 [0031] 加速度センサ 44は、下面にマグネット部を備え、マンホール部 8内部に位置した吸 引管 16の屈曲部上端のできるだけ平坦な面に固定される。固定位置には、グリース を塗布して加速度センサ 44のマグネット部を吸着させる。加速度センサ 44の出力は 、増幅器 44を介してコンピュータ等の判別装置 46に出力される。加速度センサ 44は 、例えば圧電素子による歪みを検知するものや静電容量の変化を検知するもので、 好ましくは 3次元方向の振動の加速度を検知し、電気信号に変換し出力するもので ある。
[0032] この実施形態の漏洩検査方法は、まず、減圧装置 32によりタンク 2内部の貯蔵物 1 2の残量による水頭圧よりさらに低い圧力となるように、タンク 2の気相部 36を減圧す る。これにより、タンク 2の液相部 38の内壁 40に漏洩孔が存在した場合に、漏洩孔か ら空気がタンク 2内に進入し、タンク 2内の貯蔵物 12の液体内を気泡とし上昇する。こ の気泡は、貯蔵物 12の液面に達すると液面で破裂し、それにより音響的振動が発生 する。この振動は、タンク 2の液相部 38に挿入されている吸引管 16を伝搬し、その振 動の加速度が加速度センサ 44により検知される。加速度センサ 44による信号は、増 幅器 44を介してコンピュータ等の判別装置 46に送られ、信号の識別が行われる。そ して、減圧後の加速度センサ 44の出力が、数分程度の所定時間内で、一定レベル 以上の高い値を示すか否かにより漏洩の有無を検査する。
[0033] 判断レベルは、気泡の破裂する音が生じて!/、れば漏洩が有るので、減圧前の信号 レベルより例えば 6db以上高い信号が生じていれば漏洩有、それより低い信号レべ ルであれば、漏洩無と判定する。
[0034] ここで、加速度を検知する意義にっ 、て説明する。この振動の運動は三角関数の 余弦または、正弦で表わされ、周期運動を行う。ここでは、余弦を用いて釣合い点か らの距離を Xとすると
x=acos ω ΐ· · · (4)
であり振動の場合は変位量である。ここで、 ωは角周波数で、周波数を fとすると、 ω = 2 π ίである。 aは振幅、 tは時間を表す。従って、運動は 2 π / ω毎に同じ周期を繰 り返す。
[0035] そして、この運動は速度や加速度をもち、以下の式(5)、(6)の通り、速度は上記変 位量 xの式 (4)を 1回微分し、加速度は上記式 (4)を 2回微分することにより算出され る。
[0036] 速度 = d、acoc ω ί) / dt =— a ω sin ω t
Figure imgf000011_0001
¾t¾ = d2 (acos o t) /dt =a o cos o t+ π )… (6)
である。
[0037] これらの式より、振動速度は周波数に比例して大きくなる力 振動加速度は周波数 の 2乗に比例して大きくなる。このことから周波数がある程度高い場合には、振動加 速度を検出するほうが、微小な気泡力 生じる微振動を検知するのに優れていると言 える。
[0038] この実施形態の漏洩検査装置によれば、例えばタンク 2の液相部 36の漏洩検査に あたり、液相部 38の内壁 40に φ 0. 3mm以下の微少な漏洩孔が存在しても、加速 度センサ 44を使用することにより検出が可能であり、さらに、貯蔵物 12を貯蔵状態で 検査出来るため効率がよい。また、液面を検知するリニアセンサを用いた上記実施形 態に加えてこの加速度センサを用いることにより、液体貯蔵タンクの周囲の地下水の 有無に限らず、液相部の漏洩を検知することができる。
[0039] なお、この発明にお 、て液体貯蔵タンクにおける貯蔵物の液種は、ガソリン、アルコ ール類、溶剤類、灯油、軽油、重油などの動粘度 150mm2Zs未満の液体について 適用可能なものである。また、基準磁石は、液体貯蔵タンク内で外部の温度の影響 を受けない位置であれば良ぐロッド部の下端部以外の位置でも良い。また、加速度 センサを用いた漏洩検査装置は、タンクの外壁周囲に水がない場合の他、地下タン クの液相部の液面よりタンク設置空間の地下水の水位が低い場合に、タンク内液面 と地下水の水面との間のタンク内壁の漏洩検査にも適用可能なものである。さらに、 地上にある液体タンクにも適用可能であり、用途は問わな 、ものである。

Claims

請求の範囲
[1] 液体貯蔵タンクの周囲の少なくとも一部が水に浸力つた状態にあり、この液体貯蔵 タンクの内部を減圧する減圧装置と、前記液体貯蔵タンク内に挿通されるロッド部と、 このロッド部に嵌合し前記液体貯蔵タンク内の液体表面に浮かべられ液面の変位に 従って前記ロッド部に沿って動くフロートと、このフロートに設けられた可動磁石と、前 記ロッド部に固定され前記液体貯蔵タンク内に位置する基準磁石と、前記可動磁石 と基準磁石の位置を各々検知する変位センサと、前記変位センサからの信号により 前記基準磁石に対する前記可動磁石の位置を求める計測装置とから成る液体貯蔵 タンクの漏洩検査装置。
[2] 前記変位センサは、前記基準磁石の位置と、前記フロートに設けられた可動磁石 の変位を検知する磁歪式リニアセンサである請求項 1記載の液体貯蔵タンクの漏洩 検査装置。
[3] 前記基準磁石は、前記ロッド部の下部に固定され前記液体貯蔵タンクの液体内に 位置する請求項 2記載の液体貯蔵タンクの漏洩検査装置。
[4] 前記計測装置は、前記基準磁石に対する前記可動磁石の変位が一定以上である か否かを判別する判別手段を備える請求項 1記載の液体貯蔵タンクの漏洩検査装 置。
[5] 前記液体貯蔵タンク内の液体につながった固定物に取り付けられ振動の加速度を 検知する加速度センサと、前記加速度センサからの信号の変化が一定以上であるか 否かを判別する判別装置とを備えた請求項 1記載の液体貯蔵タンクの漏洩検査装置
[6] 前記加速度センサには、取付用のマグネット部が一体に設けられ、前記マグネット 部は取り付け対象の前記固定物に、グリースを塗布して取り付けられる請求項 5記載 の検査装置。
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