WO2016194331A1 - 劣化分析装置、劣化分析方法および劣化分析プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

劣化分析装置、劣化分析方法および劣化分析プログラムおよび記録媒体 Download PDF

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WO2016194331A1
WO2016194331A1 PCT/JP2016/002490 JP2016002490W WO2016194331A1 WO 2016194331 A1 WO2016194331 A1 WO 2016194331A1 JP 2016002490 W JP2016002490 W JP 2016002490W WO 2016194331 A1 WO2016194331 A1 WO 2016194331A1
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vibration
pipe
propagation
unit
model
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PCT/JP2016/002490
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English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木　尚文
裕文 井上
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a deterioration analysis apparatus, and the like, for example, to an apparatus for detecting pipe deterioration such as thickness reduction or material change.
  • a nondestructive inspection method using an ultrasonic inspection device or the like can be applied.
  • such a nondestructive inspection method cannot be applied to pipes buried in the ground.
  • the former method has a problem that it takes a lot of time and cost to dig up the piping from the ground. Further, in the latter method, since the inspection robot is put in the pipe, it can be applied only to a pipe having a large pipe diameter, and it is necessary to stop the conveyance of the fluid during the inspection.
  • Patent Documents 1 and 2 as an example of a technique for detecting defect deterioration of a pipe, the speed of vibration (sound speed) propagating in the pipe is measured, and the measured value and the theoretical value of the sound speed are measured.
  • a technique for estimating the wall thickness of a pipe by comparison is disclosed.
  • the thickness of the pipe based on the speed of sound is calculated using a relational expression between the thickness profile of the pipe in the circumferential direction and the speed of vibration (sound speed) propagating in the pipe. Is calculated.
  • this method cannot take into account the effect of deposits on the pipes and earth and sand around the pipes on the sound speed. As a result, there is a problem that the relationship between the actual sound speed and the thickness of the pipe does not conform to the above-described relational expression.
  • the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the thickness of the pipe buried in the ground cannot be accurately calculated, and deterioration of the pipe cannot be detected accurately.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a degradation analysis device and the like that can more accurately detect degradation of piping.
  • the degradation analysis apparatus of the present invention propagates a vibration frequency acquisition means for acquiring a vibration frequency propagating through a pipe or a fluid flowing in the pipe as a measurement value of the vibration frequency, and a fluid flowing in the pipe or the pipe.
  • a vibration frequency acquisition means for acquiring a vibration frequency propagating through a pipe or a fluid flowing in the pipe as a measurement value of the vibration frequency, and a fluid flowing in the pipe or the pipe.
  • the vibration frequency and the vibration propagation speed Comparison of model data calculation means for calculating the theoretical values of the plurality of vibration frequencies, and a plurality of theoretical values and measurement values of the vibration propagation speeds corresponding to the plurality of vibration frequency measurement values acquired by the vibration frequency acquisition means
  • a model extracting unit that extracts a specific model from the plurality of models and the model extracting unit Based on the setting parameters corresponding to a specific model, and a degradation determiner means a deterioration state of the pipe.
  • the vibration frequency propagating the fluid flowing in the pipe or the pipe is obtained as a measurement value of the vibration frequency
  • the vibration velocity propagating the fluid flowing in the pipe or the pipe is obtained.
  • Measured as a measurement value of vibration propagation velocity for each of a plurality of models set by changing the setting parameter that is a parameter related to the piping, the vibration frequency and the theoretical value of the vibration propagation velocity are calculated in association with each other, A specific model is extracted from the plurality of models based on a comparison result of a plurality of theoretical values and measurement values of the vibration propagation speeds corresponding to a plurality of measurement values of the vibration frequency, and set parameters corresponding to the specific model Based on this, the deterioration state of the piping is determined.
  • the storage medium of the present invention acquires the vibration frequency propagating through the pipe or the fluid flowing in the pipe as a measurement value of the vibration frequency, and determines the vibration speed propagating through the pipe or the fluid flowing in the pipe. Measured as a measurement value of the propagation velocity, for each of a plurality of models set by changing a setting parameter that is a parameter related to the piping, the vibration frequency and the theoretical value of the vibration propagation velocity are calculated in association with each other, Based on a plurality of theoretical values of the vibration propagation velocity corresponding to the plurality of vibration frequency measurement values acquired by the vibration frequency acquisition step and a comparison result of the measurement values, a specific model is extracted from the plurality of models, A degradation analysis program that causes a computer to perform a process of determining the degradation state of the piping based on setting parameters corresponding to a specific model And stores the beam.
  • the degradation analysis apparatus and the like it is possible to more accurately detect the degradation of the piping.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a deterioration analysis apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the pipe 900 is buried in the earth and sand 800 in the ground. Further, the fluid 910 (liquid or gas) flows in the pipe 900. In the example of FIG. 1, it is assumed that the current flows in the direction of arrow A1 in FIG. In the following description, the fluid 910 is described as water.
  • two fire hydrants 920 are provided in the pipe 900.
  • Water fluid 910 can be taken out of the pipe 900 from these fire hydrants 920.
  • the fire hydrant 920 is disposed at the installation position of the manhole 700.
  • the fire hydrant 920 is exposed from the earth and sand 800 in the manhole 700.
  • the deterioration analysis apparatus 100 includes a vibration unit 110, a water pressure sensor 120, and a processing unit 130.
  • the water pressure sensor 120 corresponds to the vibration detection unit of the present invention.
  • the distance between the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120 is D1.
  • the vibration unit 110 and the processing unit 130 are connected by wire or wireless communication.
  • the water pressure sensor 120 and the processing unit 130 are also connected for communication by wire or wireless.
  • the excitation unit 110 is attached to the pipe 900. More specifically, the vibration exciter 110 is attached to one fire hydrant 920. In addition, the vibration unit 110 is connected to the processing unit 130 by wired or wireless communication.
  • the vibration unit 110 applies vibration to water (fluid 910) flowing through the pipe 900.
  • the excitation unit 110 excites vibrations in the water (fluid 910) flowing through the pipe 900.
  • the vibration exciter 110 can apply vibration to the water (fluid 910) flowing in the pipe 900 by changing the frequency. That is, the excitation unit 110 can change the frequency to be excited.
  • the vibration unit 110 outputs a signal synchronized with the vibration excited in the water (fluid 910) flowing in the pipe 900 to the processing unit 130.
  • the vibration unit 110 may be permanently installed at an installation location or may be installed for a predetermined period.
  • the water pressure sensor 120 is attached to the pipe 900. More specifically, the water pressure sensor 120 is attached to the other fire hydrant 920. In addition, the water pressure sensor 120 is connected to the processing unit 130 by wired or wireless communication.
  • the water pressure sensor 120 detects vibration propagating in the pipe 900 and water (fluid 910) flowing through the pipe 900 as propagation vibration.
  • the water pressure sensor 120 puts the detected propagation vibration on the output signal and outputs it to the processing unit 130.
  • the water pressure sensor 120 may be permanently installed at the installation location and detect vibrations constantly, or may be installed for a predetermined period and detect vibrations intermittently. As described above, the water pressure sensor 120 corresponds to the vibration detection unit of the present invention.
  • the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120 may be attached to the inner wall surface of the pipe 900. Furthermore, the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120 may be installed on the outer surface or inside of an accessory (not shown) such as a valve plug installed in the pipe 900. As a method of installing the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120 in the pipe 900 or the accessory of the pipe 900, a method of connecting to a water intake provided in the pipe or the accessory via a dedicated jig may be considered.
  • the processing unit 130 is connected to the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120 by wire or wirelessly.
  • the processing unit 130 receives the signal output from the excitation unit 110. As described above, this signal is a signal synchronized with the vibration excited in the water (fluid 910) flowing in the pipe 900.
  • the processing unit 130 receives the propagation vibration detected by the water pressure sensor 120.
  • the processing unit 130 includes a vibration frequency acquisition unit 131, a vibration propagation speed measurement unit 132, a model data calculation unit 133, a model extraction unit 134, and a deterioration determination unit 135. .
  • the vibration frequency acquisition unit 131 is provided in the processing unit 130.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 acquires the vibration frequency propagating through the pipe 900 and the water (fluid 910) flowing through the pipe 900 as the vibration frequency.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 acquires the vibration frequency applied by the vibration unit 110 as the vibration frequency.
  • the vibration frequency acquisition part 131 acquires the frequency of the propagation vibration detected by the water pressure sensor 120 as a vibration frequency.
  • the vibration propagation velocity measurement unit 132 is provided in the processing unit 130.
  • the vibration propagation velocity measuring unit 132 measures the vibration velocity that propagates the pipe 900 and the water (fluid 910) flowing through the pipe 900 as the vibration propagation velocity. More specifically, the vibration propagation velocity measurement unit 132 measures the time difference between the two signals by comparing the signal from the excitation unit 110 and the signal from the water pressure sensor 120. That is, the vibration propagation velocity measuring unit 132 has a first time when the vibration is applied to the water (fluid 910) flowing through the pipe 900 by the excitation unit 110, and a second time when the propagation vibration is detected by the water pressure sensor 120. The time difference from time is measured.
  • the vibration propagation speed measurement unit 132 calculates the vibration propagation speed based on this time difference and the distance between the two fire hydrants 920 (the same as the distance D1 between the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120). calculate. That is, the vibration propagation speed measurement unit 132 measures the vibration propagation speed based on the measured time difference and the distance D1 between the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120. As described above, the vibration exciter 110 can apply vibration to the water (fluid 910) flowing in the pipe 900 by changing the frequency. Therefore, the vibration propagation speed measuring unit 132 measures the vibration propagation speed for each of the plurality of vibration frequencies corresponding to the vibration frequency changed by the vibration unit 110. The vibration propagation speed is also referred to as the sound speed.
  • the model data calculation unit 133 is provided in the processing unit 130.
  • the model data calculation unit 133 calculates the theoretical values of the vibration frequency and vibration propagation velocity in association with each other for each of the plurality of models.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a pipe 900 and a model around the pipe 900.
  • the model shown in FIG. 2 assumes a structure that continues indefinitely along the direction perpendicular to the cross section of the pipe 900.
  • the pipe 900 is buried in the underground earth and sand 800.
  • the pipe 900 is filled with water (fluid 910). Further, the deposit 940 is formed on the inner peripheral wall surface of the pipe 900.
  • the model data is set by associating the theoretical values of the vibration frequency and vibration propagation velocity with each other for each of a plurality of models set by changing the setting parameters.
  • the setting parameters include, for example, parameters related to the pipe 900 (Pipe Young's modulus, pipe thickness, Poisson's ratio, etc.), parameters related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, parameters related to deposits adhering to the pipe 900, and pipes. It is a parameter about earth and sand around 900.
  • the setting parameter to be changed may be one type. In this case, except for the setting parameters to be changed, they are fixed values.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of setting parameters for each model.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the vibration frequency and vibration propagation speed of each model when the setting parameter is changed.
  • parameters related to the pipe 900 (Pipe Young's modulus a1, pipe thickness b1, Poisson's ratio c1), parameter d1 related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, parameter e1 related to deposits attached to the pipe 900, The parameter f1 related to earth and sand around the pipe 900 was set.
  • parameters related to the pipe 900 (Young's modulus a2 of the pipe, pipe thickness b2, Poisson's ratio c2), parameter d2 related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, and deposits attached to the pipe 900.
  • the parameter e2 and the parameter f2 related to earth and sand around the pipe 900 were set.
  • parameters related to the pipe 900 (Pipe Young's modulus a3, pipe thickness b3, Poisson's ratio c3), parameter d3 related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, and parameters related to deposits attached to the pipe 900. e3 and the parameter f3 related to earth and sand around the pipe 900 were set.
  • parameters related to the pipe 900 (Pipe Young's modulus a4, pipe thickness b4, Poisson's ratio c4), parameter d4 related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, parameter e4 related to deposits attached to the pipe 900, The parameter f4 related to earth and sand around the pipe 900 was set.
  • FIG. 4 shows measured values 1 to 8, which will be described later.
  • the vibration propagation speed changes according to the vibration frequency.
  • the model extraction unit 134 is provided in the processing unit 130.
  • the model extraction unit 134 selects a specific model from the plurality of models based on the comparison results of the theoretical values and the measurement values of the plurality of vibration propagation speeds corresponding to the measurement values of the plurality of vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquisition unit 131. Extract.
  • the theoretical values of the plurality of vibration propagation speeds are calculated by the model data calculation unit 133 in association with the theoretical values of the plurality of vibration frequencies.
  • the model extraction unit 134 extracts a plurality of theoretical values of vibration propagation speeds corresponding to the measurement values of the plurality of vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquisition unit 131 from the calculation result of the model data calculation unit 133.
  • the model extracting unit 134 compares the extracted theoretical values of the plurality of vibration propagation speeds with the measured values of the plurality of vibration propagation speeds measured by the vibration propagation speed measuring unit 132.
  • the model extraction unit 134 extracts a specific model from a plurality of models based on the comparison result. More specifically, when a plurality of theoretical values and measured values of vibration propagation velocities are more approximate to each other, the model extraction unit 134 extracts models corresponding to the theoretical values of the plurality of vibration propagation velocities from the plurality of specific models. Extract.
  • the deterioration determination unit 135 is provided in the processing unit 130.
  • the deterioration determination unit 135 determines the deterioration state of the pipe 900 based on the setting parameter corresponding to the specific model extracted by the model extraction unit 134.
  • FIG. 5 is a diagram showing an operation flow of the deterioration analysis apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 acquires a vibration frequency (S1). Specifically, the vibration frequency acquisition unit 131 acquires the vibration frequency propagating through the pipe 900 and the water (fluid 910) flowing through the pipe 900 as the vibration frequency. Here, the vibration frequency acquisition unit 131 acquires the vibration frequency applied by the vibration unit 110 as the vibration frequency. Or the vibration frequency acquisition part 131 acquires the frequency of the propagation vibration detected by the water pressure sensor 120 as a vibration frequency.
  • the vibration propagation speed measurement unit 132 measures the vibration propagation speed (sound speed) (S2). Specifically, the vibration propagation velocity measurement unit 132 measures the vibration velocity that propagates the pipe 900 and the water (fluid 910) flowing through the pipe 900 as the vibration propagation velocity.
  • the vibration propagation velocity measuring unit 132 measures the time difference between the two signals by comparing the signal from the exciting unit 110 with the signal from the water pressure sensor 120. That is, the vibration propagation velocity measuring unit 132 has a first time when the vibration is applied to the water (fluid 910) flowing through the pipe 900 by the excitation unit 110, and a second time when the propagation vibration is detected by the water pressure sensor 120. The time difference from time is measured.
  • the vibration propagation speed measurement unit 132 calculates the vibration propagation speed based on this time difference and the distance between the two fire hydrants 920 (the same as the distance D1 between the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120). calculate. That is, the vibration propagation speed measurement unit 132 measures the vibration propagation speed based on the measured time difference and the distance D1 between the vibration unit 110 and the water pressure sensor 120. As described above, the vibration exciter 110 can apply vibration to the water (fluid 910) flowing in the pipe 900 by changing the frequency. Therefore, the vibration propagation speed measuring unit 132 measures the vibration propagation speed for each of the plurality of vibration frequencies corresponding to the vibration frequency changed by the vibration unit 110.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 acquires a plurality of vibration frequencies.
  • the vibration propagation speed measurement unit 132 may measure the vibration propagation speed corresponding to each of the plurality of vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquisition unit 131.
  • FIG. 4 shows an example of measured values.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 and the vibration propagation velocity measurement unit 132 obtain eight measurement values A1 to A8 regarding the vibration frequency and the vibration propagation velocity.
  • the model extraction unit 134 extracts a specific model (S3).
  • the model extracting unit 134 is configured to output a plurality of theoretical values of vibration propagation speeds corresponding to the measured values of the plurality of vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquiring unit 131 and a comparison result of the measured values. Extract a specific model from a model.
  • the model data calculation unit 133 calculates the theoretical values of the vibration frequency and the vibration propagation velocity in association with each other for each of a plurality of models.
  • the model extraction unit 134 extracts a plurality of theoretical values of vibration propagation speeds corresponding to the measurement values of the plurality of vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquisition unit 131 from the calculation result of the model data calculation unit 133.
  • the model extracting unit 134 compares the extracted theoretical values of the plurality of vibration propagation speeds with the measured values of the plurality of vibration propagation speeds measured by the vibration propagation speed measuring unit 132. And the model extraction part 134 extracts a specific model from a some model based on the said comparison result. That is, the model extraction unit 134 extracts models corresponding to the theoretical values of the plurality of vibration propagation speeds from the plurality of specific models when the theoretical values and measurement values of the plurality of vibration propagation speeds are closer to each other.
  • the model extraction unit 134 extracts the model 2 as a specific model.
  • the deterioration determining unit 135 determines the deterioration state of the pipe 900 (S4). Specifically, the deterioration determination unit 135 determines the deterioration state of the pipe 900 based on the setting parameter corresponding to the specific model extracted by the model extraction unit 134.
  • the setting parameters include the parameters related to the pipe 900 (the Young's modulus of the pipe, the thickness of the pipe, the Poisson's ratio), the parameters related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, and the parameters related to the adhered matter in the pipe 900.
  • the parameters related to the earth and sand around the pipe 900 were set.
  • the deterioration determination unit 135 determines the deterioration state of the pipe 900 by confirming each numerical value of the setting parameter corresponding to the specific model.
  • the vibration propagation speed decreases.
  • the vibration propagation speed increases. That is, these two parameters adversely affect the vibration propagation speed (sound speed).
  • the model extraction unit 134 extracts the model 2 as the specific model.
  • the setting parameters of model 2 are the parameters related to the pipe 900 (the Young's modulus a2 of the pipe, the thickness b2 of the pipe, the Poisson's ratio c2), the parameter d2 related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, The parameter e2 relating to the deposits adhering to the pipe and the parameter f2 relating to the earth and sand around the pipe 900 are set.
  • the deterioration determination unit 135 estimates the state of the pipe 900 based on the setting parameter of the model 2 and determines the deterioration state of the pipe 900.
  • the degradation analysis apparatus 100 includes the vibration frequency acquisition unit 131, the vibration propagation velocity measurement unit 132, the model data calculation unit 133, the model extraction unit 134, and the degradation. And a determination unit 135.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 acquires the vibration frequency propagating through the pipe 900 and the fluid 910 flowing through the pipe 900 as a measurement value of the vibration frequency.
  • the vibration propagation speed measuring unit 132 measures the vibration speed propagating through the pipe 900 and the fluid 910 flowing through the pipe 900 as a measurement value of the vibration propagation speed.
  • the model data calculation unit 133 calculates the vibration frequency and the vibration propagation velocity in association with each other for each of a plurality of models set by changing the setting parameter that is a parameter related to the pipe 900.
  • the model extraction unit 134 selects a specific model from the plurality of models based on the comparison results of the theoretical values and the measurement values of the plurality of vibration propagation speeds corresponding to the measurement values of the plurality of vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquisition unit 131. Extract.
  • the deterioration determination unit 135 determines the deterioration state of the pipe 900 based on the setting parameter corresponding to the specific model extracted by the model extraction unit 134.
  • the model data calculation unit 133 calculates the vibration frequency and the vibration propagation velocity in association with each other for each of a plurality of models set by changing the setting parameter, which is a parameter related to the pipe 900. Then, the model extracting unit 134 identifies from the plurality of models based on the comparison results of the theoretical values and the measured values of the plurality of vibration propagation speeds corresponding to the measured values of the plurality of vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquiring unit 131. Extract the model. That is, the model extraction unit 134 extracts, as a specific model, a model in which a theoretical value closer to the measurement value of the vibration propagation speed is set at a plurality of vibration frequencies.
  • the model extraction unit 134 can estimate a model closer to the actual state of the pipe 900 using the specific model.
  • the deterioration determination unit 135 determines the deterioration state of the pipe 900 based on the setting parameter corresponding to the specific model extracted by the model extraction unit 134. That is, the deterioration determination unit 135 can determine the presence or absence of a defect in the pipe 900 using the setting parameter corresponding to the specific model that is closer to the actual state of the pipe 900. Therefore, according to the degradation analyzer 100, the degradation state of the pipe 900 can be detected more accurately.
  • a parameter relating to piping for example, a parameter relating to the fluid 910 flowing in the piping 900, a parameter relating to deposits adhering to the piping 900, and the like can be set as the setting parameters.
  • the vibration propagation speed (sound speed) of two buried pipes 910 is measured, it is due to the difference in the state of the pipe 910 (thickness and Young's modulus) or due to the difference in surrounding soil and deposits. It can be separated.
  • the parameter related to earth and sand around the pipe is changed, if the parameter related to the pipe 900 is not changed, it is determined that the pipe 900 is not deteriorated.
  • the parameter of water it can usually be fixed using a theoretical value.
  • the setting parameter may be the Young's modulus of the pipe 900 or the thickness of the pipe 900.
  • the degradation analysis apparatus 100 includes a vibration unit 110 and a vibration detection unit (water pressure sensor 120).
  • the vibration unit 110 is attached to the pipe 900.
  • the vibration unit 110 applies vibration to the fluid 910 flowing in the pipe 900.
  • the vibration detection unit (water pressure sensor 120) detects vibration propagating through the pipe 900 and the fluid 910 flowing through the pipe 900 as propagation vibration.
  • the vibration propagation speed measurement unit 132 then transmits the vibration propagation based on the time difference between the first time described later and the second time described later and the distance between the excitation unit 110 and the vibration detection unit 120. Measure speed.
  • the first time is the time when the vibration is applied to the fluid 910 flowing in the pipe 900 by the vibration unit 110.
  • the second time is a second time when the propagation vibration is detected by the vibration detection unit (water pressure sensor 120). Thereby, the vibration propagation speed can be measured.
  • the vibration detection unit (water pressure sensor 120) is a pressure sensor that detects the pressure of the fluid 910 flowing in the pipe 900.
  • the vibration detector (water pressure sensor 120) detects the propagation vibration based on the detected pressure. Thereby, the vibration propagation speed can be measured.
  • the deterioration analysis method includes a vibration frequency acquisition step, a vibration propagation velocity measurement step, a model data calculation step, a model extraction step, and a deterioration determination step.
  • the vibration frequency acquisition step the vibration frequency propagating through the pipe 900 and the fluid 910 flowing through the pipe 900 is acquired as a measurement value of the vibration frequency.
  • the vibration propagation speed measurement step the vibration speed propagating through the pipe 900 and the fluid 910 flowing through the pipe 900 is measured as a measurement value of the vibration propagation speed.
  • the theoretical values of the vibration frequency and the vibration propagation velocity are calculated in association with each other for each of a plurality of models set by changing the setting parameter that is a parameter relating to the pipe 900.
  • a specific model is extracted from a plurality of models based on a comparison result of a plurality of theoretical values and measured values of vibration propagation speeds corresponding to the measured values of the plurality of vibration frequencies acquired in the vibration frequency acquiring step.
  • the deterioration determination step the deterioration state of the pipe 900 is determined based on the setting parameter corresponding to the specific model extracted by the model extraction unit 134.
  • the deterioration analysis program according to the first embodiment of the present invention is a process including the above-described vibration frequency acquisition step, vibration propagation velocity measurement step, model data calculation step, model extraction step, and deterioration determination step. To the computer.
  • This deterioration analysis program can also achieve the effects that the above-described deterioration analysis apparatus 100 can achieve.
  • the storage medium includes a process including the above-described vibration frequency acquisition step, vibration propagation velocity measurement step, model data calculation step, model extraction step, and deterioration determination step.
  • a deterioration analysis program to be executed by the computer is stored.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a deterioration analysis apparatus 100A according to the second embodiment of the present invention.
  • constituent elements equivalent to those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS.
  • the central part of the pipe 900 ⁇ / b> A is buried in the earth and sand 800. Further, the fluid 910 (liquid or gas) flows in the pipe 900A. In the example of FIG. 6, it is assumed that the current flows in the direction of the arrow A2 in FIG. In the following description, the fluid 910 is described as oil.
  • the degradation analyzer 100A includes acceleration sensors 140a and 140b and a processing unit 130.
  • the acceleration sensors 140a and 140b correspond to the vibration detection unit, the first vibration detection unit, or the second vibration detection unit of the present invention.
  • the distance between the acceleration sensor 140a and the acceleration sensor 140b is D2.
  • Communication between the acceleration sensor 140a and the processing unit 130 is wired or wirelessly connected.
  • the acceleration sensor 140b and the processing unit 130 are also connected for communication by wire or wirelessly.
  • the acceleration sensors 140a and 140b are attached to the pipe 900A. More specifically, the acceleration sensor 140a is attached to the exposed portion of the right end portion of the pipe 900A in FIG. The acceleration sensor 140b is attached to the exposed portion at the left end of the pipe 900A in FIG.
  • Acceleration sensors 140a and 140b detect vibration propagating oil (fluid 910) flowing through pipe 900A and pipe 900A as propagation vibration. For example, a shock is applied to the pipe 900A by a hammer (not shown). The magnitude of the impact at this time is set so as not to damage the pipe 900A. The impact applied to the pipe 900A propagates through the pipe 900A and oil (fluid 910) flowing through the pipe 900A, and vibrates the two acceleration sensors 140a and 140b. Thereby, acceleration is applied to the acceleration sensors 140a and 140b. The acceleration sensors 140 a and 140 b put the detected propagation vibration on the output signal and output it to the processing unit 130. That is, the acceleration sensors 140a and 140b output a signal corresponding to the magnitude of acceleration as a propagation vibration on the output signal to the processing unit 130.
  • Acceleration sensors 140a and 140b may be permanently installed at the installation location to detect vibration constantly, or may be installed for a predetermined period to detect vibration intermittently. As described above, the acceleration sensors 140a and 140b correspond to the vibration detection unit, the first vibration detection unit, or the second vibration detection unit of the present invention.
  • the fluid 910 is water and the water pressure sensor 120 is used as a vibration detection unit.
  • the water pressure sensor 120 needs to be brought into direct contact with water (fluid 910).
  • oil is used for the fluid 910 as in the present embodiment, it is necessary to prevent the oil from penetrating the outside of the pipe 900A or the oil from being heated and exploding in the pipe 900A.
  • acceleration sensors 140a and 140b that can detect vibration from outside the pipe 900A are used as the first and second vibration detection units. As a result, the above-described problem that may occur when oil is used for the fluid 910 is avoided.
  • the acceleration sensors 140a and 140b may be installed on the outer surface of a flange (not shown) installed in the pipe 900A or an accessory (not shown) such as a valve plug.
  • an accessory such as a valve plug.
  • a method of installing the acceleration sensors 140a and 140b on the pipe 900A or the accessory of the pipe 900A for example, use of a magnet, use of a dedicated jig, use of an adhesive can be considered.
  • the processing unit 130 is connected to each of the acceleration sensors 140a and 140b by wire or wirelessly.
  • the processing unit 130 receives signals output from the acceleration sensors 140a and 140b.
  • the processing unit 130 includes a vibration frequency acquisition unit 131, a vibration propagation velocity measurement unit 132, a model data calculation unit 133, a model extraction unit 134, and a deterioration determination unit 135. .
  • the configuration of the processing unit 130 in FIG. 6 is the same as the configuration of the processing unit 130 in FIG.
  • the function of each unit in the processing unit 130 in FIG. 6 may be slightly different from the function of each unit in the processing unit 130 in FIG. This difference will be described in detail in the following description of the operation of the degradation analysis apparatus 100A.
  • the operation of the deterioration analysis apparatus 100A according to the second embodiment of the present invention will be described.
  • the operation flow of the degradation analyzer 100A is the same as that in FIG. Therefore, the deterioration analysis apparatus 100A will be described with reference to FIG.
  • the operations similar to those of the degradation analysis apparatus 100 in the first embodiment will be briefly described.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 acquires a vibration frequency (S1). Specifically, the vibration frequency acquisition unit 131 acquires the vibration frequency propagating through the pipe 900 and the oil (fluid 910) flowing through the pipe 900 as the vibration frequency.
  • an impact is first applied to the pipe 900A by a hammer (not shown).
  • the impact applied to the pipe 900A propagates through the pipe 900A and oil (fluid 910) flowing through the pipe 900A, and vibrates the two acceleration sensors 140a and 140b.
  • acceleration is applied to the acceleration sensors 140a and 140b.
  • the acceleration sensors 140 a and 140 b put the detected propagation vibration on the output signal and output it to the processing unit 130. That is, the acceleration sensors 140a and 140b output a signal corresponding to the magnitude of acceleration as a propagation vibration on the output signal to the processing unit 130.
  • the impact applied to the pipe 900A by the hammer has a continuous frequency spectrum over a wide frequency range. That is, it includes a plurality of vibration frequencies. Therefore, as in the first embodiment, it is impossible to sequentially change the vibration frequency of the excitation unit 110 and measure the vibration propagation speed for each frequency.
  • the frequency dependence of the vibration detection time can be calculated from the acceleration data of the acceleration sensors 140a and 140b by using mathematical analysis such as Fourier analysis with a window or wavelet analysis. As a result, vibration propagation speeds corresponding to a plurality of frequency spectra can be obtained.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 acquires the vibration frequency (S1)
  • the vibration propagation speed measurement unit 132 acquires the vibration propagation speed (sound speed) (S2) at the same time.
  • the example of the measured values in FIG. 4 is also used in this embodiment.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 and the vibration propagation velocity measurement unit 132 obtain eight measurement values A1 to A8 for the vibration frequency and the vibration propagation velocity.
  • the model extraction unit 134 extracts a specific model (S3).
  • S3 a specific model
  • the details of the processing in S3 are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description of the process of S3 is omitted.
  • the model extraction unit 134 extracts the model 2 as a specific model.
  • the deterioration determining unit 135 determines the deterioration state of the pipe 900 (S4).
  • the details of the process of S4 are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description of the process of S4 is omitted.
  • the model extraction unit 134 extracts the model 2 as the specific model.
  • the setting parameters of model 2 are the parameters related to the pipe 900 (the Young's modulus a2 of the pipe, the thickness b2 of the pipe, the Poisson's ratio c2), the parameter d2 related to the fluid 910 flowing through the pipe 900, The parameter e2 relating to the deposits adhering to the pipe and the parameter f2 relating to the earth and sand around the pipe 900 are set.
  • the deterioration determination unit 135 estimates the state of the pipe 900 based on the specific parameter of the model 2 and determines whether or not the pipe 900 has a defect.
  • the degradation analysis apparatus 100A includes the acceleration sensors 140a and 140b (first and second vibration detection units).
  • the acceleration sensors 140a and 140b are attached to the pipe 900A.
  • the acceleration sensors 140a and 140b detect vibration propagating to the fluid flowing in the pipe 900A and the pipe 900A as propagation vibration.
  • the vibration propagation speed measurement unit 132 measures the vibration propagation speed based on the time difference between the time when the propagation vibration is detected by the acceleration sensor 140a and the time when the propagation vibration is detected by the acceleration sensor 140b, and the distance D2. To do.
  • the distance D2 is a distance between the acceleration sensor 140a and the acceleration sensor 140b. Even with such a configuration, the vibration propagation speed can be measured.
  • the acceleration sensors 140a and 140b detect the acceleration of the fluid flowing in the pipe 900A and the pipe 900A. It is an acceleration sensor.
  • the acceleration sensors 140a and 140b detect the propagation vibration based on the detected acceleration. Even with such a configuration, propagation vibration can be detected.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a deterioration analysis apparatus 100B according to the third embodiment of the present invention.
  • constituent elements equivalent to the constituent elements shown in FIGS. 1 to 6 are given the same reference numerals as those shown in FIGS.
  • the pipe 900 ⁇ / b> B is embedded in the earth and sand 800. Further, the fluid 910 (liquid or gas) flows in the pipe 900B. In the example of FIG. 7, it is assumed that the current flows in the direction of the arrow A3 in FIG. In the following description, the fluid 910 is described as water.
  • two fire hydrants 920 are provided in the pipe 900.
  • the fire hydrant 920 is disposed at the installation position of the manhole 700.
  • the fire hydrant 920 is exposed from the earth and sand 800 in the manhole 700.
  • the hydrant 920 on the right side of FIG. 7 is provided with a discharge port 950.
  • the discharge port 950 is an opening provided in the fire hydrant 920. Water (fluid 910) can be taken out from the discharge port 950 to the outside of the pipe 900B.
  • a solenoid valve 960 is attached to the fire hydrant 920 on the right side of FIG. More specifically, the electromagnetic valve 960 is provided between the fire hydrant 920 and the discharge port 950. The electromagnetic valve 960 is opened and closed by an external signal.
  • an acceleration sensor 140 is further attached to the hydrant 920 on the right side of FIG.
  • the acceleration sensor 140 is connected to the processing unit 130 by wired or wireless communication.
  • the degradation analyzer 100B includes a water pressure sensor 120, an acceleration sensor 140, and a processing unit 130.
  • the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 correspond to the vibration detection unit, the first vibration detection unit, or the second vibration detection unit of the present invention.
  • the distance between the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 is D3.
  • the water pressure sensor 120 and the processing unit 130 are connected by wire or wireless communication.
  • the acceleration sensor 140 and the processing unit 130 are also connected for communication by wire or wireless.
  • the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 are attached to the pipe 900B. More specifically, the water pressure sensor 120 is attached to the fire hydrant 920 on the right side of the pipe 900B in FIG. The acceleration sensor 140 is attached to a fire hydrant 920 on the left side of the pipe 900B in FIG.
  • Water pressure sensor 120 and acceleration sensor 140 detect vibration propagating through water (fluid 910) flowing through pipe 900B and pipe 900B as propagation vibration.
  • the open / closed state of the electromagnetic valve 960 is rapidly changed. That is, the state of the electromagnetic valve 960 is suddenly changed from open to closed, or from closed to open. Thereby, the flow of water (fluid 910) discharged from the discharge port 950 changes abruptly. As a result, the vibration propagates to the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 via the pipe 900B and the water (fluid 910) flowing through the pipe 900B. As a result, vibration is applied to the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140. The water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 detect this vibration as a propagation vibration. Further, the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 put the detected propagation vibration on the output signal and output it to the processing unit 130. That is, the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 put a signal corresponding to the magnitude of vibration as a propagation vibration on the output signal and output it to the processing unit 130.
  • the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 may be permanently installed at the installation location to detect vibration constantly, or may be installed for a predetermined period to detect vibration intermittently. As described above, the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 correspond to the vibration detection unit, the first vibration detection unit, or the second vibration detection unit of the present invention.
  • the processing unit 130 is connected to each of the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 by wire or wirelessly.
  • the processing unit 130 receives signals output from the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140.
  • the processing unit 130 includes a vibration frequency acquisition unit 131, a vibration propagation velocity measurement unit 132, a model data calculation unit 133, a model extraction unit 134, and a deterioration determination unit 135. .
  • the configuration of the processing unit 130 in FIG. 7 is the same as the configuration of the processing unit 130 in FIG.
  • the function of each unit in the processing unit 130 in FIG. 7 may be slightly different from the function of each unit in the processing unit 130 in FIG. This difference will be described in detail in the following description of the operation of the deterioration analysis apparatus 100B.
  • the operation of the deterioration analysis apparatus 100B according to the third embodiment of the present invention will be described.
  • the operation flow of the degradation analyzer 100B is the same as that in FIG. Therefore, the deterioration analysis apparatus 100B will be described with reference to FIG.
  • the open / close state of the electromagnetic valve 960 is rapidly changed. That is, the state of the electromagnetic valve 960 is suddenly changed from open to closed, or from closed to open. Thereby, the flow of water (fluid 910) discharged from the discharge port 950 changes abruptly. As a result, vibration is generated and propagates to the pipe 900B and water (fluid 910) flowing through the pipe 900B. As a result, vibration is applied to the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140.
  • the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 detect this vibration as a propagation vibration. Further, the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 put the detected propagation vibration on the output signal and output it to the processing unit 130. That is, the water pressure sensor 120 and the acceleration sensor 140 put a signal corresponding to the magnitude of vibration as a propagation vibration on the output signal and output it to the processing unit 130.
  • the example of the measured values in FIG. 4 is also used in this embodiment.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 and the vibration propagation velocity measurement unit 132 obtain eight measurement values A1 to A8 for the vibration frequency and the vibration propagation velocity.
  • the model extraction unit 134 extracts a specific model (S3).
  • S3 a specific model
  • the details of the processing in S3 are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description of the process of S3 is omitted.
  • the model extraction unit 134 extracts the model 2 as a specific model.
  • the deterioration determining unit 135 determines the deterioration of the pipe 900B (S4).
  • the details of the process of S4 are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description of the process of S4 is omitted.
  • the model extraction unit 134 extracts the model 2 as the specific model.
  • the specific parameters of the model 2 are the parameters related to the pipe 900B (the Young's modulus a2 of the pipe, the thickness b2 of the pipe, the Poisson's ratio c2), the parameter d2 related to the fluid 910 flowing in the pipe 900B, The parameter e2 related to the deposits attached to the pipe and the parameter f2 related to the earth and sand around the pipe 900B are set.
  • the deterioration determination unit 135 estimates the state of the pipe 900B based on the specific parameter of the model 2 and determines the deterioration state of the pipe 900B.
  • the present embodiment does not use the vibrator 110 that can change the vibration frequency.
  • the structure of the degradation analyzer 100B in this Embodiment can be simplified compared with the degradation analyzer 100 in 1st Embodiment.
  • vibration is indirectly excited in the fluid 910 using a hammer (not shown).
  • vibration can be directly excited in water (fluid 910).
  • it is possible to suppress the load on the pipe 900B and to transmit strong vibrations in the fluid 910 that can be propagated to a long distance as compared with the second embodiment. Can be generated.
  • the acceleration sensor 140 (vibration detection unit) is an acceleration sensor that detects the acceleration of the pipe 900B.
  • the acceleration sensor 140 detects the propagation vibration based on the detected acceleration. Even with such a configuration, propagation vibration can be detected.
  • the water pressure sensor 120 (vibration detection unit) is a pressure sensor that detects the pressure of the fluid flowing in the pipe 900B.
  • the water pressure sensor 120 detects the propagation vibration based on the detected pressure. Even with such a configuration, propagation vibration can be detected.
  • a water pressure sensor and an acceleration sensor are used as the vibration detection unit.
  • the present invention is not limited to this, and vibrations may be detected using a sensor other than the water pressure sensor and the acceleration sensor.
  • the vibration frequency acquisition unit 131, the vibration propagation velocity measurement unit 132, the model data calculation unit 133, the model extraction unit 134, and the deterioration determination unit 135 are written as if they are in the same place. .
  • these configurations may be provided in different places and connected between them by wire or wireless.
  • the vibration frequency acquisition unit 131 and the vibration propagation velocity measurement unit 132 are installed in the vicinity of the pipe 900 that is a measurement target, and the model data calculation unit 133, the model extraction unit 134, and the deterioration determination unit 135 are located indoors away from the pipe 900. They may be installed and connected via a wired or wireless network.
  • each parameter is one parameter.
  • the parameters relating to the deposit can be composed of the thickness of the deposit, Young's modulus, Poisson's ratio, and the like.
  • the frequency dependence of the vibration propagation speed is calculated for a plurality of parameter sets, and the one closest to the measured value is selected.
  • an initial value of each parameter is given to a certain calculation model, and the calculation is repeated while changing the parameter so that the measured value and the calculated value are best matched. Such a technique can be applied.
  • the pressure sensor is used to measure the vibration of the fluid.
  • the pressure sensor is not limited to one that can measure the static water pressure, but includes a hydrophone.
  • a vibration frequency acquisition unit that acquires a frequency of vibration propagating through a pipe or a fluid flowing in the pipe as a measurement value of the vibration frequency
  • a vibration propagation velocity measurement unit that measures the velocity of vibration propagating through the pipe or the fluid flowing in the pipe as a measurement value of the vibration propagation velocity
  • a model data calculation unit that calculates the vibration frequency and the theoretical value of the vibration propagation velocity in association with each other
  • a deterioration analysis apparatus comprising: a deterioration determination unit that determines a deterioration state of the pipe based on a setting parameter corresponding to the specific model extracted by the model extraction unit.
  • Appendix 2 The deterioration analysis apparatus according to appendix 1, wherein the setting parameter is a Young's modulus of the pipe or a thickness of the pipe.
  • Appendix 3 The deterioration analysis apparatus according to appendix 1 or 2, wherein the setting parameter includes a parameter related to a fluid flowing in the pipe.
  • Appendix 4 The deterioration analysis apparatus according to any one of appendices 1 to 3, wherein the set parameter includes a parameter related to an adhering matter adhering to the inside of the pipe.
  • (Appendix 5) The deterioration analysis apparatus according to any one of appendices 1 to 4, wherein the setting parameter includes a parameter related to earth and sand around the pipe.
  • (Appendix 6) A vibration unit that is attached to the pipe and applies vibration to the pipe or the fluid flowing in the pipe; and a vibration detection unit that detects vibration propagating the fluid flowing in the pipe or the pipe as a propagation vibration.
  • the vibration propagation speed measurement unit is configured to provide a time difference between a time when the vibration is applied to the pipe or the fluid flowing in the pipe by the vibration unit and a time when the propagation vibration is detected by the vibration detection unit. 6.
  • the deterioration analysis apparatus according to any one of appendices 1 to 5, wherein the vibration propagation velocity is measured based on a distance between the excitation unit and the vibration detection unit.
  • Appendix 7 First and second vibration detection units that are attached to the pipe and detect vibrations propagating to the pipe or a fluid flowing in the pipe as propagation vibrations,
  • the vibration propagation velocity measurement unit includes a time difference between a time when the propagation vibration is detected by the first vibration detection unit and a time when the propagation vibration is detected by the second vibration detection unit, 6.
  • the deterioration analysis apparatus according to any one of appendices 1 to 5, wherein the vibration propagation speed is measured based on a distance between the first and second vibration detectors.
  • the deterioration analysis apparatus according to appendix 6 wherein the vibration detection unit is an acceleration sensor that detects an acceleration of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected acceleration.
  • the vibration detection unit is a pressure sensor that detects a pressure of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected pressure.
  • the first or the second vibration detection unit is an acceleration sensor that detects an acceleration of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected acceleration. Degradation analyzer.
  • the first or the second vibration detection unit is a pressure sensor that detects a pressure of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected pressure.
  • Degradation analyzer as described.
  • a model data calculation step that calculates the vibration frequency and the theoretical value of the vibration propagation velocity in association with each other;
  • a model data calculation step that calculates the vibration frequency and the theoretical value of the vibration propagation velocity in association with each other;
  • Vibration frequency acquisition means for acquiring the frequency of vibration propagating through the pipe or the fluid flowing in the pipe as a measurement value of the vibration frequency
  • Vibration propagation speed measuring means for measuring the vibration velocity propagating through the pipe or the fluid flowing in the pipe as a measurement value of the vibration propagation speed
  • Model data calculating means for calculating the vibration frequency and the theoretical value of the vibration propagation velocity in association with each other for each of a plurality of models set by changing the setting parameter that is a parameter relating to the piping
  • a model for extracting a specific model from the plurality of models based on a comparison result of a plurality of theoretical values and measured values of the vibration propagation speeds corresponding to a plurality of measured values of the vibration frequencies acquired by the vibration frequency acquiring means Extraction means;
  • a degradation analysis apparatus comprising: a degradation determination unit that determines a degradation state of the pipe based on a setting parameter corresponding to the specific model extracted by the model extraction unit.
  • (Appendix 16) The deterioration analysis apparatus according to claim 15, wherein the setting parameter is a Young's modulus of the pipe or a thickness of the pipe.
  • (Appendix 17) The deterioration analysis apparatus according to appendix 15 or 16, wherein the setting parameter includes a parameter related to a fluid flowing in the pipe.
  • (Appendix 18) 18.
  • (Appendix 19) The deterioration analysis apparatus according to any one of appendices 15 to 18, wherein the setting parameter includes a parameter relating to earth and sand around the pipe.
  • the vibration propagation speed measuring means is a time difference between a time when the vibration is applied to the pipe or the fluid flowing in the pipe by the vibration means and a time when the propagation vibration is detected by the vibration detecting means.
  • the deterioration analysis apparatus according to any one of supplementary notes 15 to 19, wherein the vibration propagation velocity is measured based on a distance between the excitation unit and the vibration detection unit.
  • (Appendix 21) First and second vibration detecting means attached to the pipe and detecting vibration propagating to the pipe or a fluid flowing in the pipe as propagation vibration,
  • the vibration propagation velocity measuring means includes a time difference between a time when the propagation vibration is detected by the first vibration detection means and a time when the propagation vibration is detected by the second vibration detection means, 20.
  • the deterioration analyzer according to any one of appendices 15 to 19, which measures the vibration propagation speed based on a distance between the first and second vibration detecting means.
  • (Appendix 22) The deterioration analysis apparatus according to appendix 20, wherein the vibration detection unit is an acceleration sensor that detects an acceleration of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected acceleration.
  • the deterioration analysis apparatus according to appendix 20, wherein the vibration detection unit is a pressure sensor that detects a pressure of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected pressure.
  • the first or the second vibration detecting means is an acceleration sensor that detects an acceleration of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected acceleration. Degradation analyzer.
  • the first or the second vibration detecting means is a pressure sensor that detects a pressure of the fluid flowing in the pipe or the pipe, and detects the propagation vibration based on the detected pressure. Degradation analyzer as described.

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Abstract

［課題］配管の欠陥をより正確に検出すること。 ［解決手段］モデルデータ計算部１３３は、特定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、振動周波数および振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算する。モデル抽出部１３４は、振動周波数取得部１３１により取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。劣化判定部１３５は、モデル抽出部１３４により抽出された設定モデルに対応する特定パラメータに基づいて、配管９００の劣化状態を判定する。

Description

劣化分析装置、劣化分析方法および劣化分析プログラムおよび記録媒体
　本発明は、劣化分析装置等に関し、例えば、肉厚減少や材質変化等の配管の劣化を検出するものに関する。
　近年、水道配管やガス配管や工業用配管（たとえば、石油のパイプラインや、工場内の各種オイル用配管）など、多数の配管が地中等に配置されている。配管が経年劣化等することにより、配管が脆くなったり、配管の肉厚が薄くなったりする。これにより、配管内を流れる流体が配管外へ漏洩したり、配管が破裂したりする場合がある。
　たとえば、水道配管が破裂した場合、当該水道配管の周辺地域に断水が生じうる。また、当該水道配管の周辺の家屋や道路が浸水する恐れもある。
　また、たとえば、ガスやオイルなどの可燃物を流す配管が破裂した場合、当該配管の周辺で火災や爆発が生じる恐れがある。また、配管を流れるオイルが当該配管の周辺土壌に流出して、土壌汚染が発生する恐れもある。
　これらの災害を防ぐため、配管の定期的な保守点検や、配管の定期的な交換が、必要となる。そのためには配管の劣化状態を把握する必要がある。
　配管の劣化を検出する方法として、地中に埋没されていない配管の場合、たとえば、超音波検査器などを用いる非破壊検査法を適用することができる。一方、地中に埋没されている配管に対しては、このような非破壊検査法を適用することはできない。
　地中に埋没されている配管の劣化を検出する方法として、たとえば、配管周辺の土壌の一部を除去して、配管を露出させてから、外観を観察したり、超音波肉厚計で配管の肉厚を計測したりする方法が、知られている。また、配管内に検査用のロボットを入れて、検査用のロボットを配管内で走行させながら、配管を検査する方法も、知られている。
　しかしながら、前者の方法では、地中から配管を掘り起こすために、多大な時間やコストがかかるという問題があった。また、後者の方法では、検査用のロボットを配管内に入れるため、配管の口径が大きな配管にしか適用ができないとともに、検査中に流体の搬送を停止する必要があった。
　これに対して、例えば、特許文献１および２には、配管の欠陥劣化を検出する技術の一例として、配管内を伝搬する振動の速度（音速）を測定し、音速の測定値と理論値を比較することにより、配管の肉厚を推定する技術が、開示されている。
特表２００８－５４４２６０号公報 特開２０１３－６１３５０号公報
　特許文献１および２に記載の技術では、配管の円周方向の肉厚プロファイルと、配管内を伝搬する振動の速度（音速）との関係式を用いて、この音速に基づいた配管の肉厚を算出している。しかしながら、この方法では、配管への付着物や配管周辺の土砂が音速に与える影響を考慮できない。この結果、実際の音速および配管の肉厚の関係は、上述した関係式に適合しないという問題があった。すなわち、特許文献１および２で示された方法では、地中に埋没された配管の肉厚を正確に算出できず、配管の劣化を正確に検出できないという問題があった。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、配管の劣化をより正確に検出することができる劣化分析装置等を提供することにある。
　本発明の劣化分析装置は、配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する振動周波数取得手段と、前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する振動伝搬速度測定手段と、前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算するモデルデータ計算手段と、前記振動周波数取得手段により取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出するモデル抽出手段と、前記モデル抽出手段により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化判定手段とを備えている。
　本発明の劣化分析方法は、配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得し、前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定し、前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算し、複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出し、前記特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する。
　本発明の記憶媒体は、配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得し、前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定し、前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算し、前記振動周波数取得ステップにより取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出し、前記特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する処理をコンピュータに行わせる劣化分析プログラムを記憶する。
　本発明にかかる劣化分析装置等によれば、配管の劣化をより正確に検出することができる。
本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置の構成を示す図である。 配管および配管周辺の断面図である。 各モデルの特定パラメータの一例を示す図である。 設定パラメータを変化させた場合の各モデルの振動周波数および振動伝搬速度の関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置の動作フローを示す図である。 本発明の第２の実施の形態における劣化分析装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における劣化分析装置の構成を示す図である。
＜第１の実施の形態＞
　本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００の構成について説明する。
　図１は、本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００の構成を示す図である。
　図１に示されるように、配管９００は、地中の土砂８００内に埋設されている。また、流体９１０（液体または気体）は、配管９００内を流れている。図１の例では、図１紙面の矢印Ａ１の方向に流れているものとする。なお、以下の説明では、流体９１０を水として説明する。
　図１に示されるように、２つの消火栓９２０が配管９００に設けられている。これらの消火栓９２０から、水（流体９１０）を、配管９００の外部へ取り出すことができる。消火栓９２０は、マンホール７００の設置位置に、配置されている。消火栓９２０は、マンホール７００内にて、地中の土砂８００から露出されている。
　図１に示されるように、劣化分析装置１００は、加振部１１０と、水圧センサ１２０と、処理部１３０とを備えている。水圧センサ１２０は、本発明の振動検出部に相当する。加振部１１０および水圧センサ１２０の間の距離をＤ１とする。加振部１１０および処理部１３０の間は、有線または無線により通信接続されている。同様に、水圧センサ１２０おび処理部１３０の間も、有線または無線により通信接続されている。
　図１に示されるように、加振部１１０は、配管９００に取り付けられる。より具体的には、加振部１１０は、一方の消火栓９２０に取り付けられている。また、加振部１１０は、処理部１３０に、有線または無線により通信接続されている。加振部１１０は、配管９００内を流れる水（流体９１０）に振動を加える。換言すると、加振部１１０は、配管９００内を流れる水（流体９１０）に振動を励起する。加振部１１０は、周波数を変化させて、配管９００内を流れる水（流体９１０）に振動を加えることができる。すなわち、加振部１１０は、励起する周波数を変化させることができる。また、加振部１１０は、配管９００内を流れる水（流体９１０）に励起する振動と同期した信号を、処理部１３０へ出力する。加振部１１０は、設置箇所に常設されてよいし、あるいは所定期間設置されてもよい。
　図１に示されるように、水圧センサ１２０は、配管９００に取り付けられている。より具体的には、水圧センサ１２０は、他方の消火栓９２０に取り付けられている。また、水圧センサ１２０は、処理部１３０に、有線または無線により通信接続されている。水圧センサ１２０は、配管９００および配管９００内を流れる水（流体９１０）を伝搬する振動を伝搬振動として検出する。水圧センサ１２０は、検出した伝搬振動を、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。水圧センサ１２０は、設置箇所に常設されて常時振動を検出してもよいし、あるいは所定期間設置されて間欠的に振動を検出してもよい。なお、上述の通り、水圧センサ１２０は、本発明の振動検出部に相当する。
　加振部１１０および水圧センサ１２０は、配管９００の内壁面に取り付けられてもよい。さらに、加振部１１０および水圧センサ１２０は、配管９００に設置された弁栓等の付属物（不図示）の外表面や内部に設置されてもよい。加振部１１０および水圧センサ１２０を配管９００や配管９００の付属物に設置する方法としては、配管や付属物に設置された取水口へ専用治具を介して接続する方法などが考えられる。
　図１に示されるように、処理部１３０は、加振部１１０および水圧センサ１２０に、有線または無線により接続されている。処理部１３０は、加振部１１０により出力される信号を、受信する。この信号は、上述の通り、配管９００内を流れる水（流体９１０）に励起する振動と同期した信号である。処理部１３０は、水圧センサ１２０により検出された伝搬振動を受信する。
　図１に示されるように、処理部１３０は、振動周波数取得部１３１と、振動伝搬速度測定部１３２と、モデルデータ計算部１３３と、モデル抽出部１３４と、劣化判定部１３５とを備えている。
　図１に示されるように、振動周波数取得部１３１は、処理部１３０内に設けられている。振動周波数取得部１３１は、配管９００および配管９００内を流れる水（流体９１０）を伝搬する振動の周波数を、振動周波数として取得する。具体的には、振動周波数取得部１３１は、加振部１１０により加えられる振動の周波数を、振動周波数として取得する。あるいは、振動周波数取得部１３１は、水圧センサ１２０により検出される伝搬振動の周波数を、振動周波数として取得する。
　図１に示されるように、振動伝搬速度測定部１３２は、処理部１３０内に設けられている。振動伝搬速度測定部１３２は、配管９００および配管９００内を流れる水（流体９１０）を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度として測定する。より具体的には、振動伝搬速度測定部１３２は、加振部１１０からの信号と、水圧センサ１２０からの信号を比較することにより、両信号の時間差を測定する。すなわち、振動伝搬速度測定部１３２は、振動が加振部１１０により配管内９００を流れる水（流体９１０）に加えられた第１の時間と、水圧センサ１２０により伝搬振動が検出された第２の時間との間の時間差を、測定する。そして、振動伝搬速度測定部１３２は、この時間差と、２か所の消火栓９２０の間の距離（加振部１１０および水圧センサ１２０の間の距離Ｄ１と同じ）とに基づいて、振動伝搬速度を算出する。すなわち、振動伝搬速度測定部１３２は、測定された前記時間差と、加振部１１０および水圧センサ１２０の間の距離Ｄ１に基づいて、振動伝搬速度を測定する。前述の通り、加振部１１０は、周波数を変化させて、配管９００内を流れる水（流体９１０）に振動を加えることができる。したがって、振動伝搬速度測定部１３２は、加振部１１０により変化された振動周波数に対応して、複数の振動周波数毎の振動伝搬速度を測定する。なお、振動伝搬速度は、音速とも呼ばれる。
　モデルデータ計算部１３３は、処理部１３０内に設けられている。モデルデータ計算部１３３は、複数のモデル毎に、振動周波数および振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算する。
　図２は、配管９００および配管９００周辺のモデルを示す断面図である。図２に示されるモデルでは、配管９００の断面に対して垂直方向に沿って無限に続く構造を想定している。図２に示されるように、配管９００は、地中の土砂８００内に埋没されている。配管９００内には、水（流体９１０）で満たされている。また、付着物９４０が配管９００の内周壁面に形成されている。
　モデルデータは、設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、振動周波数および振動伝搬速度の理論値を互いに対応付けて設定されたものである。設定パラメータは、たとえば、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率、配管の肉厚、ポアソン比等）や、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータや、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータや、配管９００周辺の土砂に関するパラメータである。
　なお、図３に示した例示では、６種類の設定パラメータが設定されている。ここで、変化させる設定パラメータは１種類でも構わない。この場合、変化させる設定パラメータ以外は、固定値となる。
　図３は、各モデルの設定パラメータの一例を示す図である。図４は、設定パラメータを変化させた場合の各モデルの振動周波数および振動伝搬速度の関係を示す図である。
　モデル１について、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率ａ１、配管の肉厚ｂ１、ポアソン比ｃ１）や、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータｄ１や、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータｅ１や、配管９００周辺の土砂に関するパラメータｆ１と設定した。同様に、モデル２について、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率ａ２、配管の肉厚ｂ２、ポアソン比ｃ２）や、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータｄ２や、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータｅ２や、配管９００周辺の土砂に関するパラメータｆ２と設定した。さらに、モデル３について、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率ａ３、配管の肉厚ｂ３、ポアソン比ｃ３）や、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータｄ３や、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータｅ３や、配管９００周辺の土砂に関するパラメータｆ３と設定した。モデル４について、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率ａ４、配管の肉厚ｂ４、ポアソン比ｃ４）や、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータｄ４や、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータｅ４や、配管９００周辺の土砂に関するパラメータｆ４と設定した。
　図３に示された各モデル１～４について、縦軸を振動伝搬速度とし、横軸を振動周波数として、各モデルの振動周波数および振動伝搬速度の理論値の関係を、図４に示す。なお、図４内には、測定値１～８が示されているが、この点については、後述する。
　図４に示されるように、モデル１～４のいずれにおいても、振動伝搬速度が、振動周波数に応じて、変化している。
　図１に戻って、モデル抽出部１３４は、処理部１３０内に設けられている。モデル抽出部１３４は、振動周波数取得部１３１により取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。複数の振動伝搬速度の理論値は、前述の通り、モデルデータ計算部１３３により、複数の振動周波数の理論値と対応付けて、計算される。モデル抽出部１３４は、モデルデータ計算部１３３の計算結果から、振動周波数取得部１３１により取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値を抽出する。そして、モデル抽出部１３４は、抽出した複数の振動伝搬速度の理論値と、振動伝搬速度測定部１３２により測定された複数の振動伝搬速度の測定値とを比較する。
　そして、モデル抽出部１３４は、上記比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。より具体的には、モデル抽出部１３４は、複数の振動伝搬速度の理論値および測定値が互いにより近似する場合、当該複数の振動伝搬速度の理論値に対応するモデルを、複数の特定モデルから抽出する。
　図１に示されるように、劣化判定部１３５は、処理部１３０内に設けられている。劣化判定部１３５は、モデル抽出部１３４により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、配管９００の劣化状態を判定する。
　以上、劣化分析装置１００の構成を説明した。
　次に、本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００の動作について、説明する。
　図５は、本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００の動作フローを示す図である。
　図５に示されるように、まず、振動周波数取得部１３１が、振動周波数を取得する（Ｓ１）。具体的には、振動周波数取得部１３１は、配管９００および配管９００内を流れる水（流体９１０）を伝搬する振動の周波数を、振動周波数として取得する。ここでは、振動周波数取得部１３１は、加振部１１０により加えられる振動の周波数を、振動周波数として取得する。あるいは、振動周波数取得部１３１は、水圧センサ１２０により検出される伝搬振動の周波数を、振動周波数として取得する。
　つぎに、図５に示されるように、振動伝搬速度測定部１３２は、振動伝搬速度（音速）を測定する（Ｓ２）。具体的には、振動伝搬速度測定部１３２は、配管９００および配管９００内を流れる水（流体９１０）を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度として測定する。
　ここでは、振動伝搬速度測定部１３２は、加振部１１０からの信号と、水圧センサ１２０からの信号を比較することにより、両信号の時間差を測定する。すなわち、振動伝搬速度測定部１３２は、振動が加振部１１０により配管内９００を流れる水（流体９１０）に加えられた第１の時間と、水圧センサ１２０により伝搬振動が検出された第２の時間との間の時間差を、測定する。
　そして、振動伝搬速度測定部１３２は、この時間差と、２か所の消火栓９２０の間の距離（加振部１１０および水圧センサ１２０の間の距離Ｄ１と同じ）とに基づいて、振動伝搬速度を算出する。すなわち、振動伝搬速度測定部１３２は、測定された前記時間差と、加振部１１０および水圧センサ１２０の間の距離Ｄ１に基づいて、振動伝搬速度を測定する。前述の通り、加振部１１０は、周波数を変化させて、配管９００内を流れる水（流体９１０）に振動を加えることができる。したがって、振動伝搬速度測定部１３２は、加振部１１０により変化された振動周波数に対応して、複数の振動周波数毎の振動伝搬速度を測定する。
　なお、図５の説明では、Ｓ２の処理はＳ１の処理の後に行うと、説明した。一方、Ｓ２の処理はＳ１の処理の前に行ってもよい。さらに、Ｓ１およびＳ２の処理を同時に行ってもよい。
　また、Ｓ１で、振動周波数取得部１３１が複数の振動周波数を取得する。そして、Ｓ２で、振動伝搬速度測定部１３２が、振動周波数取得部１３１により取得された複数の振動周波数の各々に対応する振動伝搬速度を測定してもよい。図４に測定値の一例を示す。
　図４に示されるように、振動周波数および振動伝搬速度について、測定値Ａ１～Ａ８の８点の測定値を、振動周波数取得部１３１および振動伝搬速度測定部１３２により、取得する。
　次に、図５に示されるように、モデル抽出部１３４が特定モデルを抽出する（Ｓ３）。具体的には、モデル抽出部１３４は、振動周波数取得部１３１により取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。この際、モデルデータ計算部１３３は、複数のモデル毎に、振動周波数および振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算する。モデル抽出部１３４は、モデルデータ計算部１３３の計算結果から、振動周波数取得部１３１により取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値を抽出する。そして、モデル抽出部１３４は、抽出した複数の振動伝搬速度の理論値と、振動伝搬速度測定部１３２により測定された複数の振動伝搬速度の測定値とを比較する。そして、モデル抽出部１３４は、上記比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。すなわち、モデル抽出部１３４は、複数の振動伝搬速度の理論値および測定値が互いにより近似する場合に、当該複数の振動伝搬速度の理論値に対応するモデルを複数の特定モデルから抽出する。
　図４の例では、測定値Ａ１～Ａ８は、モデル１～４のうちで、モデル２に最も近い。このため、モデル抽出部１３４は、モデル２を特定モデルとして抽出する。
　次に、図５に示されるように、劣化判定部１３５が配管９００の劣化状態を判定する（Ｓ４）。具体的には、劣化判定部１３５は、モデル抽出部１３４により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、配管９００の劣化状態を判定する。
　このとき、設定パラメータには、上述の通り、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率、配管の肉厚、ポアソン比）、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータ、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータ、配管９００周辺の土砂に関するパラメータが設定されていた。劣化判定部１３５は、特定モデルに対応する設定パラメータの各数値を確認することにより、配管９００の劣化状態を判定する。
　一般に配管９００の劣化により配管９００の肉厚が薄くなったり、ヤング率が低下したりすると、振動伝搬速度（音速）は低下する。一方、配管９００内部に付着物が堆積し、水（流体９１０）が通る断面積が狭くなると振動伝搬速度（音速）は増加する。すなわち、これらの２つのパラメータは、振動伝搬速度（音速）に逆の影響を与える。
　配管９００の経年変化により当該配管９００が劣化し、かつ付着物が堆積した場合、２つのパラメータの変化による効果が相殺し、振動伝搬速度（音速）はほとんど変わらない場合もありうる。
　振動伝搬速度（音速）の周波数依存性を考慮せず、１つの周波数帯のみで測定値と理論値を比較する場合、これらの２つのパラメータの変化による効果を分離することが困難である。一方、上記２つのパラメータの変化による効果は異なる周波数依存性を有する。このため、振動伝搬速度（音速）の周波数依存性を測定し、理論値と比較することがより好ましい。これにより、２つのパラメータの変換による効果を切り分けることが可能となる。同様に土砂の特性も振動伝搬速度（音速）に影響を与える。しかし、土砂に関するパラメータも設定パラメータに取り入れることにより、この影響を配管９００の特性の変化の影響と切り分けることができる。
　上述の通り、図４の例では、モデル抽出部１３４は、モデル２を特定モデルとして抽出した。図３に示されるように、モデル２の設定パラメータは、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率ａ２、配管の肉厚ｂ２、ポアソン比ｃ２）、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータｄ２、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータｅ２、配管９００周辺の土砂に関するパラメータｆ２と設定されている。
　劣化判定部１３５は、モデル２の設定パラメータに基づいて、配管９００の状態を推定し、配管９００の劣化状態を判定する。
　以上、本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００の動作について、説明した。
　以上のように、本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００は、振動周波数取得部１３１と、振動伝搬速度測定部１３２と、モデルデータ計算部１３３と、モデル抽出部１３４と、劣化判定部１３５とを備えている。振動周波数取得部１３１は、配管９００および配管９００内を流れる流体９１０を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する。振動伝搬速度測定部１３２は、配管９００および配管９００内を流れる流体９１０を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する。モデルデータ計算部１３３は、配管９００に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、振動周波数および振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算する。モデル抽出部１３４は、振動周波数取得部１３１により取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。劣化判定部１３５は、モデル抽出部１３４により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、配管９００の劣化状態を判定する。
　このように、モデルデータ計算部１３３は、配管９００に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、振動周波数および振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算する。そして、モデル抽出部１３４は、振動周波数取得部１３１により取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。すなわち、モデル抽出部１３４は、複数の振動周波数において、振動伝搬速度の測定値により近い理論値が設定されたモデルを、特定モデルとして抽出する。この結果、モデル抽出部１３４は、配管９００の実態により近いモデルを特定モデルで推定することができる。また、劣化判定部１３５は、モデル抽出部１３４により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、配管９００の劣化状態を判定する。すなわち、劣化判定部１３５は、配管９００の実態により近い特定モデルに対応する設定パラメータを用いて、配管９００の欠陥の有無を判定することができる。したがって、劣化分析装置１００によれば、配管９００の劣化状態をより正確に検出することができる。
　劣化分析装置１００によれば、設定パラメータに、たとえば、配管に関するパラメータや、配管９００内を流れる流体９１０に関するパラメータや、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータ等を設定することができる。これにより、例えば、２つの埋設配管９１０の振動伝搬速度（音速）を測定した場合、それが配管９１０の状態（肉厚やヤング率）の違いによるものか、周辺の土壌や付着物の違いによるものかを切り分けられる。たとえば、配管周辺の土砂に関するパラメータが変化していても、配管９００に関するパラメータが変化していなければ、配管９００に劣化が生じていないと判断する。なお、水のパラメータについては、通常は理論値を用いて固定とすることができる。
　また、本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００において、設定パラメータは、配管９００のヤング率または配管９００の肉厚であってもよい。
　本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００は、加振部１１０と、振動検出部（水圧センサ１２０）を備えている。加振部１１０は、配管９００に取り付けられている。加振部１１０は、配管９００内を流れる流体９１０に振動を加える。振動検出部（水圧センサ１２０）は、配管９００および配管９００内を流れる流体９１０を伝搬する振動を伝搬振動として検出する。そして、振動伝搬速度測定部１３２は、後述の第１の時間と、後述の第２の時間との間の時間差と、加振部１１０および振動検出部１２０の間の距離に基づいて、振動伝搬速度を測定する。第１の時間は、振動が加振部１１０により配管９００内を流れる流体９１０に加えられた時間である。第２の時間は、振動検出部（水圧センサ１２０）により伝搬振動が検出された第２の時間である。これにより、振動伝搬速度を測定することができる。
　本発明の第１の実施の形態における劣化分析装置１００において、振動検出部（水圧センサ１２０）は、配管９００内を流れる流体９１０の圧力を検出する圧力センサである。振動検出部（水圧センサ１２０）は、検出される圧力に基づいて伝搬振動を検出する。これにより、振動伝搬速度を測定することができる。
　本発明の第１の実施の形態における劣化分析方法は、振動周波数取得ステップと、振動伝搬速度測定ステップと、モデルデータ計算ステップと、モデル抽出ステップと、劣化判定ステップとを含んでいる。振動周波数取得ステップでは、配管９００および配管９００内を流れる流体９１０を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する。振動伝搬速度測定ステップでは、配管９００および配管９００内を流れる流体９１０を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する。モデルデータ計算ステップでは、配管９００に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、振動周波数および振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算する。モデル抽出ステップでは、振動周波数取得ステップにより取得される複数の振動周波数の測定値に対応する複数の振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、複数のモデルから特定モデルを抽出する。劣化判定ステップでは、モデル抽出部１３４により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、配管９００の劣化状態を判定する。
　この劣化分析方法によっても、前述した劣化分析装置１００がなし得た効果を奏することができる。
　また、本発明の第１の実施の形態における劣化分析プログラムは、前述の振動周波数取得ステップと、振動伝搬速度測定ステップと、モデルデータ計算ステップと、モデル抽出ステップと、劣化判定ステップとを含む処理をコンピュータに行わせる。
　この劣化分析プログラムによっても、前述した劣化分析装置１００がなし得た効果を奏することができる。
　また、本発明の第１の実施の形態における記憶媒体は、前述の振動周波数取得ステップと、振動伝搬速度測定ステップと、モデルデータ計算ステップと、モデル抽出ステップと、劣化判定ステップとを含む処理をコンピュータに行わせる劣化分析プログラムを記憶する。
　この記憶媒体によっても、前述した劣化分析装置１００がなし得た効果を奏することができる。
　＜第２の実施の形態＞
　本発明の第２の実施の形態における劣化分析装置１００Ａの構成について説明する。
　図６は、本発明の第２の実施の形態における劣化分析装置１００Ａの構成を示す図である。なお、図６では、図１～５に示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～５に示した符号と同等の符号を付している。
　図６に示されるように、配管９００Ａの中央部は、地中の土砂８００内に埋設されている。また、流体９１０（液体または気体）は、配管９００Ａ内を流れている。図６の例では、図６紙面の矢印Ａ２の方向に流れているものとする。なお、以下の説明では、流体９１０をオイルとして説明する。
　図６に示されるように、４箇所の屈曲部９０１が配管９００Ａに形成されている。これにより、図６において、配管９００Ａの中央部は、地中の土砂８００内に埋設される。図６において、配管９００Ａの両端部は、地表上に露出されている。
　図６に示されるように、劣化分析装置１００Ａは、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂと、処理部１３０とを備えている。加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、本発明の振動検出部、第１の振動検出部または第２の振動検出部に相当する。加速度センサ１４０ａおよび加速度センサ１４０ｂの間の距離をＤ２とする。加速度センサ１４０ａおよび処理部１３０の間は、有線または無線により通信接続されている。同様に、加速度センサ１４０ｂおよび処理部１３０の間も、有線または無線により通信接続されている。
　図６に示されるように、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、配管９００Ａに取り付けられる。より具体的には、加速度センサ１４０ａは、図６において、配管９００Ａの右端部の露出部分に、取り付けられている。加速度センサ１４０ｂは、図６において、配管９００Ａの左端部の露出部分に、取り付けられている。
　加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、配管９００Ａおよび配管９００Ａ内を流れるオイル（流体９１０）を伝搬する振動を伝搬振動として検出する。たとえば、ハンマー（不図示）により配管９００Ａに衝撃を与える。このときの衝撃の大きさは、配管９００Ａを破損しない程度にする。配管９００Ａに加えられた衝撃は、配管９００Ａおよび配管９００Ａ内を流れるオイル（流体９１０）を伝搬し、２つの加速度センサ１４０ａ、１４０ｂを加振する。これにより、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂには、加速度が加えられる。加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、検出した伝搬振動を、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。すなわち、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、加速度の大きさに応じた信号を伝搬振動として、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。
　加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、設置箇所に常設されて常時振動を検出してもよいし、あるいは所定期間設置されて間欠的に振動を検出してもよい。なお、上述の通り、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、本発明の振動検出部、第１の振動検出部または第２の振動検出部に相当する。
　ここで、第１の実施の形態では、流体９１０を水とし、水圧センサ１２０を振動検出部として用いていた。この水圧センサ１２０を用いる場合、当該水圧センサ１２０を直接的に水（流体９１０）に接触させる必要があった。一方、本実施の形態のように、流体９１０にオイルを用いる場合、オイルが配管９００Ａの外部に浸透することや、オイルが加熱されて配管９００Ａで爆発することを、防止する必要がある。このため、流体９１０にオイルを用いる場合、流体９１０に直接的に接触させる必要がある水圧センサ１２０を、使用することは好ましくない。そこで、本実施の形態では、第１および第２の振動検出部として、配管９００Ａの外部から振動を検出できる加速度センサ１４０ａ、１４０ｂを用いた。これにより、流体９１０にオイルを用いる場合に生じうる上記問題を回避した。
　なお、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、配管９００Ａに設置されたフランジ（不図示）や、弁栓等の付属物（不図示）の外表面に設置されてもよい。加速度センサ１４０ａ、１４０ｂを配管９００Ａや配管９００Ａの付属物に設置する方法としては、例えば磁石の利用、専用冶具の利用、接着剤の利用が考えられる。
　図６に示されるように、処理部１３０は、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂの各々に、有線または無線により接続されている。処理部１３０は、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂにより出力される信号を、受信する。
　図６に示されるように、処理部１３０は、振動周波数取得部１３１と、振動伝搬速度測定部１３２と、モデルデータ計算部１３３と、モデル抽出部１３４と、劣化判定部１３５とを備えている。図６の処理部１３０の構成は、図１の処理部１３０の構成と同様である。ただし、図６の処理部１３０内の各部の機能は、図１の処理部１３０内の各部の機能と若干異なる場合もある。この違いについては、以下の劣化分析装置１００Ａの動作説明にて、詳しく説明する。
　以上、劣化分析装置１００Ａの構成を説明した。
　次に、本発明の第２の実施の形態における劣化分析装置１００Ａの動作について、説明する。劣化分析装置１００Ａの動作フローは、図５と同じである。したがって、図５を流用して、劣化分析装置１００Ａを説明する。なお、第１の実施の形態における劣化分析装置１００と同様の動作等については、簡単な説明とする。
　図５に示されるように、まず、振動周波数取得部１３１が、振動周波数を取得する（Ｓ１）。具体的には、振動周波数取得部１３１は、配管９００および配管９００内を流れるオイル（流体９１０）を伝搬する振動の周波数を、振動周波数として取得する。ここでは、まず、ハンマー（不図示）により配管９００Ａに衝撃を与える。配管９００Ａに加えられた衝撃は、配管９００Ａおよび配管９００Ａ内を流れるオイル（流体９１０）を伝搬し、２つの加速度センサ１４０ａ、１４０ｂを加振する。これにより、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂには、加速度が加えられる。加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、検出した伝搬振動を、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。すなわち、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、加速度の大きさに応じた信号を伝搬振動として、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。
　ハンマーにより配管９００Ａに加えられた衝撃は、広い周波数範囲に渡る連続的な周波数スペクトルを有している。すなわち複数の振動周波数を含んでいる。したがって、第１の実施の形態で行ったように、加振部１１０の振動周波数を順次変化させ、それぞれの周波数に対する振動伝搬速度を測定することはできない。しかし数学的な解析、例えば窓付きフーリエ解析やウェーブレット解析などを用いることにより、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂの加速度データから振動検出時間の周波数依存性を算出することができる。これにより、複数の周波数スペクトルに対応する振動伝搬速度を得ることができる。この場合、振動周波数取得部１３１による振動周波数を取得（Ｓ１）と、振動伝搬速度測定部１３２による振動伝搬速度（音速）の取得（Ｓ２）が同時に行われることとなる。
　図４の測定値の一例についても、本実施の形態で流用する。図４に示されるように、振動周波数および振動伝搬速度について、測定値Ａ１～Ａ８の８点の測定値を、振動周波数取得部１３１および振動伝搬速度測定部１３２により、取得する。
　次に、図５に示されるように、モデル抽出部１３４が特定モデルを抽出する（Ｓ３）。このＳ３の処理の詳細については、第１の実施の形態と同様である。したがって、Ｓ３の処理について、詳細な説明を省略する。ここでも、第１の実施の形態と同様に、図６の例において、モデル抽出部１３４は、モデル２を特定モデルとして抽出するものとする。
　次に、図５に示されるように、劣化判定部１３５が配管９００の劣化状態を判定する（Ｓ４）。このＳ４の処理の詳細については、第１の実施の形態と同様である。したがって、Ｓ４の処理について、詳細な説明を省略する。
　上述の通り、図４の例では、モデル抽出部１３４は、モデル２を特定モデルとして抽出する。図３に示されるように、モデル２の設定パラメータは、配管９００に関するパラメータ（配管のヤング率ａ２、配管の肉厚ｂ２、ポアソン比ｃ２）、配管９００を流れる流体９１０に関するパラメータｄ２、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータｅ２、配管９００周辺の土砂に関するパラメータｆ２と設定されている。
　劣化判定部１３５は、モデル２の特定パラメータに基づいて、配管９００の状態を推定し、配管９００の欠陥が生じているか否かを判断する。
　以上、本発明の第２の実施の形態における劣化分析装置１００Ａの動作について、説明した。
　以上の通り、本発明の第２の実施の形態における劣化分析装置１００Ａは、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂ（第１および第２の振動検出部）を備えている。加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、配管９００Ａに取り付けられている。加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、配管９００Ａおよび配管９００Ａ内を流れる流体に伝搬する振動を伝搬振動として検出する。振動伝搬速度測定部１３２は、加速度センサ１４０ａにより伝搬振動が検出された時間と、加速度センサ１４０ｂにより伝搬振動が検出された時間との間の時間差と、距離Ｄ２に基づいて、振動伝搬速度を測定する。なお、距離Ｄ２は、加速度センサ１４０ａおよび加速度センサ１４０ｂの間の距離である。このような構成でも、振動伝搬速度を測定することもできる。
　また、本発明の第２の実施の形態における劣化分析装置１００Ａにおいて、加速度センサ１４０ａ、１４０ｂ（第１および第２の振動検出部）は、配管９００Ａおよび配管９００Ａ内を流れる流体の加速度を検出する加速度センサである。加速度センサ１４０ａ、１４０ｂは、検出される加速度に基づいて伝搬振動を検出する。このような構成でも、伝搬振動を検出できる。
　＜第３の実施の形態＞
　本発明の第３の実施の形態における劣化分析装置１００Ｂの構成について説明する。
　図７は、本発明の第３の実施の形態における劣化分析装置１００Ｂの構成を示す図である。なお、図７では、図１～６に示した各構成要素と同等の構成要素には、図１～６に示した符号と同等の符号を付している。
　図７に示されるように、配管９００Ｂは、地中の土砂８００内に埋設されている。また、流体９１０（液体または気体）は、配管９００Ｂ内を流れている。図７の例では、図７紙面の矢印Ａ３の方向に流れているものとする。なお、以下の説明では、流体９１０を水として説明する。
　図７に示されるように、２つの消火栓９２０が配管９００に設けられている。消火栓９２０は、マンホール７００の設置位置に、配置されている。消火栓９２０は、マンホール７００内にて、地中の土砂８００から露出されている。
　２つの消火栓９２０のうちで、図７紙面右側の消火栓９２０には、吐出口９５０が設けられている。この吐出口９５０は、消火栓９２０に設けられた開口である。この吐出口９５０から、水（流体９１０）を、配管９００Ｂの外部へ取り出すことができる。
　また、２つの消火栓９２０のうちで、図７紙面右側の消火栓９２０には、電磁弁９６０が取り付けられている。より具体的には、電磁弁９６０は、消火栓９２０と吐出口９５０の間に、設けられている。電磁弁９６０は、外部からの信号によって、開閉される。
　また、２つの消火栓９２０のうちで、図７紙面右側の消火栓９２０には、さらに加速度センサ１４０が取り付けられている。加速度センサ１４０は、処理部１３０に、有線または無線により通信接続されている。
　図７に示されるように、劣化分析装置１００Ｂは、水圧センサ１２０と、加速度センサ１４０と、処理部１３０とを備えている。水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、本発明の振動検出部、第１の振動検出部または第２の振動検出部に相当する。
　水圧センサ１２０および加速度センサ１４０の間の距離をＤ３とする。水圧センサ１２０および処理部１３０の間は、有線または無線により通信接続されている。同様に、加速度センサ１４０および処理部１３０の間も、有線または無線により通信接続されている。
　図７に示されるように、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、配管９００Ｂに取り付けられる。より具体的には、水圧センサ１２０は、図７において、配管９００Ｂの右側の消火栓９２０に、取り付けられている。加速度センサ１４０は、図７において、配管９００Ｂの左側の消火栓９２０に、取り付けられている。
　水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、配管９００Ｂおよび配管９００Ｂ内を流れる水（流体９１０）を伝搬する振動を伝搬振動として検出する。
　たとえば、電磁弁９６０の開閉状態を急激に変化させる。すなわち、電磁弁９６０を急激に開から閉、もしくは閉から開へと状態を変化させる。これにより、吐出口９５０から放出される水（流体９１０）の流れが急激に変化する。この結果、振動が、配管９００Ｂおよび配管９００Ｂ内を流れる水（流体９１０）を介して、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０に伝搬する。これにより、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０に、振動が加えられる。そして、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、この振動を伝搬振動として検出する。さらに、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、検出した伝搬振動を、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。すなわち、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、振動の大きさに応じた信号を伝搬振動として、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。
　水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、設置箇所に常設されて常時振動を検出してもよいし、あるいは所定期間設置されて間欠的に振動を検出してもよい。なお、上述の通り、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、本発明の振動検出部、第１の振動検出部または第２の振動検出部に相当する。
　図７に示されるように、処理部１３０は、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０の各々に、有線または無線により接続されている。処理部１３０は、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０により出力される信号を、受信する。
　図７に示されるように、処理部１３０は、振動周波数取得部１３１と、振動伝搬速度測定部１３２と、モデルデータ計算部１３３と、モデル抽出部１３４と、劣化判定部１３５とを備えている。図７の処理部１３０の構成は、図１の処理部１３０の構成と同様である。ただし、図７の処理部１３０内の各部の機能は、図１の処理部１３０内の各部の機能と若干異なる場合もある。この違いについては、以下の劣化分析装置１００Ｂの動作説明にて、詳しく説明する。
　以上、劣化分析装置１００Ｂの構成を説明した。
　次に、本発明の第３の実施の形態における劣化分析装置１００Ｂの動作について、説明する。劣化分析装置１００Ｂの動作フローは、図５と同じである。したがって、図５を流用して、劣化分析装置１００Ｂを説明する。なお、第１の実施の形態における劣化分析装置１００と同様の動作等については、説明を省略する。
　Ｓ１、Ｓ２の処理に関連して、ここでは、まず、電磁弁９６０の開閉状態を急激に変化させる。すなわち、電磁弁９６０を急激に開から閉、もしくは閉から開へと状態を変化させる。これにより、吐出口９５０から放出される水（流体９１０）の流れが急激に変化する。この結果、振動が生じ、配管９００Ｂおよび配管９００Ｂ内を流れる水（流体９１０）に、伝搬する。これにより、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０に、振動が加えられる。
　そして、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、この振動を伝搬振動として検出する。さらに、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、検出した伝搬振動を、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。すなわち、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０は、振動の大きさに応じた信号を伝搬振動として、出力信号に乗せて、処理部１３０へ出力する。
　吐出口９５０から放出される水（流体９１０）の流れの急激に変化により、第２の実施の形態で述べたハンマーでの加振の場合と同様に、水中に連続的な周波数スペクトルを有する振動が励起される。したがって、ここでも第２の実施の形態と同様に数学的な解析により、水圧センサ１２０および加速度センサ１４０のデータから振動検出時間の周波数依存性を算出し、複数の周波数スペクトルに対応する振動伝搬速度を得る。
　図４の測定値の一例についても、本実施の形態で流用する。図４に示されるように、振動周波数および振動伝搬速度について、測定値Ａ１～Ａ８の８点の測定値を、振動周波数取得部１３１および振動伝搬速度測定部１３２により、取得する。
　Ｓ３では、図５に示されるように、モデル抽出部１３４が特定モデルを抽出する（Ｓ３）。このＳ３の処理の詳細については、第１の実施の形態と同様である。したがって、Ｓ３の処理について、詳細な説明を省略する。ここでも、第１の実施の形態と同様に、図６の例において、モデル抽出部１３４は、モデル２を特定モデルとして抽出するものとする。
　次に、図５に示されるように、劣化判定部１３５が配管９００Ｂの劣化を判定する（Ｓ４）。このＳ４の処理の詳細については、第１の実施の形態と同様である。したがって、Ｓ４の処理について、詳細な説明を省略する。
　上述の通り、図４の例では、モデル抽出部１３４は、モデル２を特定モデルとして抽出した。図３に示されるように、モデル２の特定パラメータは、配管９００Ｂに関するパラメータ（配管のヤング率ａ２、配管の肉厚ｂ２、ポアソン比ｃ２）、配管９００Ｂを流れる流体９１０に関するパラメータｄ２、配管９００内に付着した付着物に関するパラメータｅ２、配管９００Ｂ周辺の土砂に関するパラメータｆ２と設定されている。
　劣化判定部１３５は、モデル２の特定パラメータに基づいて、配管９００Ｂの状態を推定し、配管９００Ｂの劣化状態を判定する。
　ここで、本実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、振動周波数を変更できる加振器１１０を用いていない。このため、本実施の形態における劣化分析装置１００Ｂの構成を、第１の実施の形態における劣化分析装置１００と比較して、簡単にすることができる。また、第２の実施の形態では、ハンマー（不図示）を用いて、間接的に振動を流体９１０に励起していた。これに対して、本実施の形態では、第２の実施の形態と異なり、振動を水（流体９１０）に直接的に励起することができる。このため、本実施の形態における劣化分析装置１００Ｂでは、第２の実施の形態と比較して、配管９００Ｂへの負荷を抑えることができるとともに、長距離まで伝搬可能で強い振動を流体９１０中に生じさせることができる。
　以上、本発明の第３の実施の形態における劣化分析装置１００Ｂの動作について、説明した。
　以上の通り、本発明の第３の実施の形態における劣化分析装置１００Ｂにおいて、加速度センサ１４０（振動検出部）は、配管９００Ｂの加速度を検出する加速度センサである。加速度センサ１４０は、検出される加速度に基づいて伝搬振動を検出する。このような構成でも、伝搬振動を検出できる。
　また、本発明の第３の実施の形態における劣化分析装置１００Ｂにおいて、水圧センサ１２０（振動検出部）は、配管９００Ｂ内を流れる流体の圧力を検出する圧力センサである。水圧センサ１２０は、検出される圧力に基づいて伝搬振動を検出する。このような構成でも、伝搬振動を検出できる。
　なお、上記の実施の形態では、振動検出部として、水圧センサおよび加速度センサを用いた。しかしながら、これに限定されず、水圧センサおよび加速度センサ以外の種類のセンサを用いて、振動を検知してもよい。
　例えば、各実施の形態では、振動周波数取得部１３１、振動伝搬速度測定部１３２、モデルデータ計算部１３３、モデル抽出部１３４および劣化判定部１３５が同一の場所にあるかのように書かれていた。しかしながら、これらの構成が、互いに異なる場所に設けられ、その間を有線もしくは無線でつないでも良い。例えば、振動周波数取得部１３１および振動伝搬速度測定部１３２を測定対象である配管９００の近傍に設置し、モデルデータ計算部１３３、モデル抽出部１３４および劣化判定部１３５を配管９００から離れた屋内に設置し、これらを有線もしくは無線のネットワークでつないでも良い。
　図３では、付着物や土砂に関するパラメータを一つの記号で例示しているが、これは必ずしもそれぞれ一つのパラメータであることを意味しない。たとえば、付着物に関するパラメータは、付着物の厚さ、ヤング率、ポアソン比などから構成されうる。また、各実施の形態では、複数のパラメータのセットに対して、振動伝搬速度（音速）の周波数依存性を計算し、測定値と最も近いものを選択すると説明した。しかしながら、一般にはある計算モデルに対して、各パラメータの初期値を与え、測定値と計算値が最も良く合うようにパラメータを変化させながら計算を反復することが行われており、本発明においてもそのような手法を適用することができる。
　また、各実施の形態では、流体の振動を測定するために圧力センサを用いているが、圧力センサは静的な水圧を測定できるものに限らず、ハイドロフォンのようなものも含まれる。
　また、前述の第１～第３の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載されうるが、以下に限られない。
（付記１）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する振動周波数取得部と、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する振動伝搬速度測定部と、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算するモデルデータ計算部と、
　前記振動周波数取得部により取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出するモデル抽出部と、
　前記モデル抽出部により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化判定部とを備えた劣化分析装置。
（付記２）
　前記設定パラメータは、前記配管のヤング率または前記配管の肉厚である付記１に記載の劣化分析装置。
（付記３）
　前記設定パラメータは、前記配管内を流れる流体に関するパラメータを含む付記１または２に記載の劣化分析装置。
（付記４）
　前記設定パラメータは、前記配管内に付着した付着物に関するパラメータを含む付記１～３のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記５）
　前記設定パラメータは、前記配管周辺の土砂に関するパラメータを含む付記１～４のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記６）
　前記配管に取り付けられ、前記配管または前記配管内を流れる流体に振動を加える加振部と、前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動を伝搬振動として検出する振動検出部を備え、
　前記振動伝搬速度測定部は、前記振動が前記加振部により前記配管または前記配管内を流れる流体に加えられた時間と、前記振動検出部により前記伝搬振動が検出された時間との間の時間差と、前記加振部および前記振動検出部の間の距離に基づいて、前記振動伝搬速度を測定する付記１～５のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記７）
　前記配管に取り付けられ、前記配管または前記配管内を流れる流体に伝搬する振動を伝搬振動として検出する第１および第２の振動検出部を備え、
　前記振動伝搬速度測定部は、前記第１の振動検出部により前記伝搬振動が検出された時間と、前記第２の振動検出部により前記伝搬振動が検出された時間との間の時間差と、前記第１および前記第２の振動検出部の間の距離に基づいて、前記振動伝搬速度を測定する付記１～５のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記８）
　前記振動検出部は、前記配管または前記配管内を流れる流体の加速度を検出する加速度センサであって、検出される前記加速度に基づいて前記伝搬振動を検出する付記６に記載の劣化分析装置。
（付記９）
　前記振動検出部は、前記配管または前記配管内を流れる流体の圧力を検出する圧力センサであって、検出される前記圧力に基づいて前記伝搬振動を検出する付記６に記載の劣化分析装置。
（付記１０）
　第１または前記第２の振動検出部は、前記配管または前記配管内を流れる流体の加速度を検出する加速度センサであって、検出される前記加速度に基づいて前記伝搬振動を検出する付記７に記載の劣化分析装置。
（付記１１）
　前記第１または前記第２の振動検出部は、前記配管または前記配管内を流れる流体の圧力を検出する圧力センサであって、検出される前記圧力に基づいて前記伝搬振動を検出する付記７に記載の劣化分析装置。
（付記１２）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する振動周波数取得ステップと、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する振動伝搬速度測定ステップと、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算するモデルデータ計算ステップと、
　前記振動周波数取得ステップにより取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出するモデル抽出ステップと、
　前記モデル抽出ステップにより抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化判定ステップとを含む劣化分析方法。
（付記１３）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する振動周波数取得ステップと、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する振動伝搬速度測定ステップと、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算するモデルデータ計算ステップと、
　前記振動周波数取得ステップにより取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出するモデル抽出ステップと、
　前記モデル抽出ステップにより抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化判定ステップとを含む処理をコンピュータに行わせる劣化分析プログラム。
（付記１４）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する振動周波数取得ステップと、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する振動伝搬速度測定ステップと、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算するモデルデータ計算ステップと、
　前記振動周波数取得ステップにより取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出するモデル抽出ステップと、
　前記モデル抽出ステップにより抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化判定ステップとを含む処理をコンピュータに行わせる劣化分析プログラムを記憶する記憶媒体。

（付記１５）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する振動周波数取得手段と、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する振動伝搬速度測定手段と、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算するモデルデータ計算手段と、
　前記振動周波数取得手段により取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出するモデル抽出手段と、
　前記モデル抽出手段により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化判定手段とを備えた劣化分析装置。
（付記１６）
　前記設定パラメータは、前記配管のヤング率または前記配管の肉厚である付記１５に記載の劣化分析装置。
（付記１７）
　前記設定パラメータは、前記配管内を流れる流体に関するパラメータを含む付記１５または１６に記載の劣化分析装置。
（付記１８）
　前記設定パラメータは、前記配管内に付着した付着物に関するパラメータを含む付記１５～１７のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記１９）
　前記設定パラメータは、前記配管周辺の土砂に関するパラメータを含む付記１５～１８のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記２０）
　前記配管に取り付けられ、前記配管または前記配管内を流れる流体に振動を加える加振手段と、前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動を伝搬振動として検出する振動検出手段を備え、
　前記振動伝搬速度測定手段は、前記振動が前記加振手段により前記配管または前記配管内を流れる流体に加えられた時間と、前記振動検出手段により前記伝搬振動が検出された時間との間の時間差と、前記加振手段および前記振動検出手段の間の距離に基づいて、前記振動伝搬速度を測定する付記１５～１９のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記２１）
　前記配管に取り付けられ、前記配管または前記配管内を流れる流体に伝搬する振動を伝搬振動として検出する第１および第２の振動検出手段を備え、
　前記振動伝搬速度測定手段は、前記第１の振動検出手段により前記伝搬振動が検出された時間と、前記第２の振動検出手段により前記伝搬振動が検出された時間との間の時間差と、前記第１および前記第２の振動検出手段の間の距離に基づいて、前記振動伝搬速度を測定する付記１５～１９のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
（付記２２）
　前記振動検出手段は、前記配管または前記配管内を流れる流体の加速度を検出する加速度センサであって、検出される前記加速度に基づいて前記伝搬振動を検出する付記２０に記載の劣化分析装置。
（付記２３）
　前記振動検出手段は、前記配管または前記配管内を流れる流体の圧力を検出する圧力センサであって、検出される前記圧力に基づいて前記伝搬振動を検出する付記２０に記載の劣化分析装置。
（付記２４）
　第１または前記第２の振動検出手段は、前記配管または前記配管内を流れる流体の加速度を検出する加速度センサであって、検出される前記加速度に基づいて前記伝搬振動を検出する付記２１に記載の劣化分析装置。
（付記２５）
　前記第１または前記第２の振動検出手段は、前記配管または前記配管内を流れる流体の圧力を検出する圧力センサであって、検出される前記圧力に基づいて前記伝搬振動を検出する付記２１に記載の劣化分析装置。
（付記２６）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得し、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定し、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算し、
　複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出し、
　前記特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化分析方法。
（付記２７）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得し、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定し、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算し、
　前記振動周波数取得ステップにより取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出し、
　前記特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する処理をコンピュータに行わせる劣化分析プログラム。
（付記２８）
　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得し、
　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定し、
　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算し、
　前記振動周波数取得ステップにより取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出し、
　前記特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する処理をコンピュータに行わせる劣化分析プログラムを記憶する記憶媒体。
　以上、実施形態（及び実施例）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（及び実施例）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５月２９日に出願された日本出願特願２０１５－１０９６９７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。
　１００、１００Ａ、１００Ｂ　　劣化分析装置
　１１０　　加振部
　１２０　　水圧センサ
　１３０　　処理部
　１３１　　振動周波数取得部
　１３２　　振動伝搬速度測定部
　１３３　　モデルデータ計算部
　１３４　　モデル抽出部
　１３５　　劣化判定部
　１４０、１４０ａ、１４０ｂ　　加速度センサ
　７００　　マンホール
　９００、９００Ａ、９００Ｂ　　配管
　９０１　　屈曲部
　９１０　　流体
　９２０　　消火栓
　９４０　　付着物
　９５０　　吐出口
　９６０　　電磁弁

Claims (9)

  1. 　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得する振動周波数取得手段と、
    　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定する振動伝搬速度測定手段と、
    　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算するモデルデータ計算手段と、
    　前記振動周波数取得手段により取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出するモデル抽出手段と、
    　前記モデル抽出手段により抽出された特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化判定手段とを備えた劣化分析装置。
  2. 　前記設定パラメータは、前記配管のヤング率または前記配管の肉厚である請求項１に記載の劣化分析装置。
  3. 　前記設定パラメータは、前記配管内を流れる流体に関するパラメータを含む請求項１または２に記載の劣化分析装置。
  4. 　前記設定パラメータは、前記配管内に付着した付着物に関するパラメータを含む請求項１～３のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
  5. 　前記設定パラメータは、前記配管周辺の土砂に関するパラメータを含む請求項１～４のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
  6. 　前記配管に取り付けられ、前記配管または前記配管内を流れる流体に振動を加える加振手段と、前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動を伝搬振動として検出する振動検出手段を備え、
    　前記振動伝搬速度測定手段は、前記振動が前記加振手段により前記配管または前記配管内を流れる流体に加えられた時間と、前記振動検出手段により前記伝搬振動が検出された時間との間の時間差と、前記加振手段および前記振動検出手段の間の距離に基づいて、前記振動伝搬速度を測定する請求項１～５のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
  7. 　前記配管に取り付けられ、前記配管または前記配管内を流れる流体に伝搬する振動を伝搬振動として検出する第１および第２の振動検出手段を備え、
    　前記振動伝搬速度測定手段は、前記第１の振動検出手段により前記伝搬振動が検出された時間と、前記第２の振動検出手段により前記伝搬振動が検出された時間との間の時間差と、前記第１および前記第２の振動検出手段の間の距離に基づいて、前記振動伝搬速度を測定する請求項１～５のいずれか１項に記載の劣化分析装置。
  8. 　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得し、
    　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定し、
    　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算し、
    　複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出し、
    　前記特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する劣化分析方法。
  9. 　配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の周波数を、振動周波数の測定値として取得し、
    　前記配管または前記配管内を流れる流体を伝搬する振動の速度を、振動伝搬速度の測定値として測定し、
    　前記配管に関するパラメータである設定パラメータを変化させて設定された複数のモデル毎に、前記振動周波数および前記振動伝搬速度の理論値を互いに対応つけて計算し、
    　前記振動周波数取得ステップにより取得される複数の前記振動周波数の測定値に対応する複数の前記振動伝搬速度の理論値および測定値の比較結果に基づいて、前記複数のモデルから特定モデルを抽出し、
    　前記特定モデルに対応する設定パラメータに基づいて、前記配管の劣化状態を判定する処理をコンピュータに行わせる劣化分析プログラムを記憶する記憶媒体。
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