WO2024202002A1 - 管路通過試験システム及び方法 - Google Patents

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千尋 鬼頭
大輔 内堀
友規 村上
元晴 佐々木
花絵 大谷
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • This disclosure relates to a pipeline passage test system and method for determining the integrity of installed pipelines.
  • conduit passage test is conducted to check that the conduit is sound and that the optical cable can be passed through.
  • a cylindrical wooden or plastic mandrel is inserted into the conduit and pulled to see if the mandrel can pass through.
  • a similar conduit passage test is also used to check the construction of the conduit.
  • pipeline passage tests using mandrels not only take time because the mandrel must be pulled, but also require large, specialized tools. In other words, there is an issue with pipeline passage tests using mandrels, in that it is difficult to perform the test easily and quickly.
  • the present invention aims to solve the above problems by providing a pipeline passage test system and method that can test the condition of installed pipelines easily and quickly.
  • the pipeline passage test system of the present invention performs pipeline passage tests using wireless sensing means that uses a small, general-purpose transmitting and receiving device that transmits and receives radio waves or sound waves.
  • the pipeline passage test system comprises: A transmitter installed at one end of a pipeline for injecting a wireless signal into the pipeline; a receiver that is installed at the other end of the pipeline and receives the wireless signal that has passed through the pipeline; an analysis processing unit that judges the quality of the pipeline based on the reception power of the wireless signal received by the receiver; Equipped with.
  • the method for pipeline passage test includes the steps of: Installing a transmitter at one end of a pipeline and injecting a wireless signal into the pipeline; a receiver is installed at the other end of the pipeline and receives the radio signal that has passed through the pipeline; and determining whether the pipeline is good or bad based on a reception power of the radio signal received by the receiver. It is characterized by:
  • the pipeline passage test system and method according to the present invention transmit and receive radio waves or sound waves, and determine the integrity of the pipeline from the ratio of received power to transmitted power. Because no mandrel is used, and a general-purpose transmitting and receiving device is used, testing can be performed easily and quickly.
  • the present invention can provide a pipeline passage test system and method that can test the condition of an installed pipeline easily and quickly.
  • the analysis processing unit of the pipeline passage test system comprises: The received power P of the wireless signal when the length of the pipe is zero, an ideal attenuation constant ⁇ (l) for the power of the radio signal, which depends on the length l of the pipe; and an attenuation constant ⁇ ′(s) for the power of the radio signal, which depends on the effective cross-sectional area s of the pipe; is given,
  • the attenuation amount Psig of the radio signal in the pipeline is expressed as Pin ⁇ (l) ⁇ '(s), and the effective cross-sectional area s of the pipeline is estimated from the attenuation constant ⁇ '(s).
  • the method for pipeline passage test includes the steps of: When P is a received power of the radio signal when the length of the pipe is zero, ⁇ (l) is an ideal attenuation constant for the power of the radio signal that depends on the length l of the pipe, and ⁇ ′(s) is an attenuation constant for the power of the radio signal that depends on the effective cross-sectional area s of the pipe,
  • the attenuation amount Psig of the radio signal in the pipeline is expressed as Pin ⁇ (l) ⁇ '(s), and the effective cross-sectional area s of the pipeline is estimated from the attenuation constant ⁇ '(s).
  • the analysis processing unit of the pipeline passage test system is characterized in that it determines that the pipeline is defective when the estimated effective cross-sectional area s of the pipeline is smaller than a threshold value.
  • the analysis processing unit of the pipeline passage test system is characterized in that the attenuation constant ⁇ (l) is given for each cross-sectional shape, cross-sectional area, material, and surface roughness of the inner wall of a healthy pipeline, as well as for each frequency of the wireless signal.
  • the analysis processing unit of the pipeline passage test system is characterized in that the attenuation constant ⁇ '(s) is given for each cross-sectional shape, material, and surface roughness of the inner wall of a healthy pipeline, as well as for each frequency of the wireless signal.
  • the analysis processing unit of the pipeline passage test system according to the present invention is characterized in that a noise level is given, and when the received power is smaller than the noise level, the analysis processing unit judges the pipeline to be defective.
  • the analysis processing unit can also be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided via a network.
  • the present invention can provide a pipeline passage test system and method that can test the condition of installed pipelines easily and quickly.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a pipeline passage test system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a pipeline passage test method according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram (power diagram) explaining the levels of each signal received by a receiver of the pipeline passage testing system according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating attenuation constants ⁇ (l) and ⁇ '(s) in a pipe.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the attenuation constant ⁇ (l) stored in the analysis processing unit of the pipeline passage test system according to the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the attenuation constant ⁇ '(s) stored in the analysis processing unit of the pipeline passage test system according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a pipeline passage test system according to the present embodiment.
  • a transmitter 11 is installed at one end of a pipeline 50 and transmits a wireless signal 21 to the pipeline 50; a receiver 12 that is installed at the other end of the pipeline 50 and receives the radio signal 21 that has passed through the pipeline 50; an analysis processing unit that judges the quality of the pipeline from the reception power of the wireless signal received by the receiver; Equipped with.
  • the transmitter 11 is installed in the transmitting manhole or handhole 30 and outputs radio waves or sound waves as a radio signal 21.
  • the receiver 12 is installed in the receiving manhole or handhole 30 connected via a pipeline 50 and receives the radio signal 21 of radio waves or sound waves that has propagated through the pipeline 50.
  • the analysis processing unit 13 analyzes the power or sound pressure level of the radio signal 21 received by the receiver 12 and estimates the effective cross-sectional area of the pipeline 50.
  • a pipeline that is free of cracks, corrosion, and the inflow of sediment or the like is referred to as a "healthy pipeline,” and a pipeline that has been partially or entirely infiltrated with sediment or the like, narrowing gaps within the pipeline or causing blockage is referred to as an "unhealthy pipeline.”
  • the "effective cross-sectional area of pipeline 50" is the cross-sectional area of pipeline 50 determined from the power or sound pressure level of radio signal 21 received by receiver 12; when the inflow of sediment or the like narrows the gaps within pipeline 50, the power or sound pressure level of radio signal 21 received by receiver 12 decreases, and the "effective cross-sectional area of pipeline 50" becomes smaller.
  • the wireless signal 21 is a radio wave
  • a commonly used Wi-Fi or radar transmitter can be used for the transmitter 11.
  • radio waves of multiple frequencies may be used.
  • the receiver 12 may be a Wi-Fi or radar receiver that is widely used.
  • the transmitter 11 and the receiver 12 are used in combination according to the type of radio wave.
  • the transmitter 11 can be a sound source or a speaker.
  • the receiver 12 can be a microphone or a sound level meter.
  • the transmitter 11 and receiver 12 are used in combination according to the type of sound wave. Also, a receiver 12 for frequency-resolvable sound waves and a transmitter 11 for sound waves that generate a known frequency can be used in combination.
  • the receiver 12 can be attached to the end of a rod-shaped arm and installed near the outlet of the pipeline 50 inside the manhole or handhole 30 from above ground with the lid of the receiving manhole or handhole 30 open.
  • the following information is input to the analysis processing unit 13: (1) Transmission level (transmission power or sound pressure level of the transmitter 11), (2) A reference received power or sound pressure level Pin corresponding to the transmission level measured when the transmitter 11 and the receiver 12 are placed at a distance so short that the propagation loss of radio waves or sound waves can be ignored; (3) the length l of the pipeline 50; (4) The material (metal material or polyvinyl chloride material) and surface roughness of the pipe 50; (5) the cross-sectional area, shape and dimensions of the pipeline 50; (6) The frequency of the radio waves or sound waves emitted by the transmitter 11. (7) The attenuation constant ⁇ of the radio waves or sound waves per unit length of the pipe 50.
  • the analysis processing unit 13 calculates the attenuation constant ⁇ (l), which depends on the propagation distance of radio waves or sound waves in a healthy pipeline, from the input information. The analysis processing unit 13 then uses Pin and the calculated attenuation constant ⁇ (l) to calculate and store the reception level expected in a healthy pipeline (expected reception level Pin x ⁇ (l)).
  • the power and sound pressure levels of the received radio waves are attenuated and reduced when the effective cross-sectional area of the pipeline (the cross-sectional area through which the cable can be passed) becomes smaller due to foreign objects in the pipeline, such as soil or corrosion, or misalignment of joints.
  • the analysis processing unit 13 calculates and stores the attenuation constant ⁇ '(s) of the radio waves and sound waves passing through the pipeline, which depends on the effective cross-sectional area s of the pipeline.
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating a pipeline pass-through test method performed by the pipeline pass-through test system.
  • the pipeline pass-through test method includes the following steps: The transmitter 11 is installed at one end of the pipeline 50, and a wireless signal is input to the pipeline 50 (step S01); A receiver 12 is installed at the other end of the pipeline 50, and the receiver 12 receives the wireless signal that has passed through the pipeline 50 (step S02). The receiver 12 determines whether the pipeline 50 is in good condition or not based on the received power of the wireless signal received by the receiver 12 (step S03). It is characterized by:
  • step S01 the receiver 12 is installed on the receiving side of the pipeline 50 under test for checking the soundness (step S01). Then, the reception level is recorded before the transmitter 11 is installed, or under conditions in which the transmitter 11 does not emit radio waves or sound waves. The signal received by the receiver 12 at this time is noise. If the power of this noise (noise level) is higher than the expected reception level ("No" in step S11), it is determined that the test is not possible and the pipeline passage test is stopped (step S12).
  • the transmitter 11 is installed on the transmission side of the pipeline 50 (step S02).
  • the reception power or reception sound pressure level (reception level) of the receiver 12 when radio waves or sound waves are emitted from the transmitter 11 is recorded. If the reception level is lower than the noise level ("No" in step S31), the pipeline is determined to be unhealthy (step S32). In this state, since no radio waves or sound waves from the transmitter 11 reach the receiver 12 at all, it is considered that the pipeline 50 is blocked. In other words, it is not possible to lay a new cable in the pipeline 50.
  • step S31 if the reception level is higher than the noise level ("Yes” in step S31), the reception level is subtracted from the transmission level to calculate the attenuation Psig of the radio waves or sound waves in the pipeline 50 (step S33). If the attenuation Psig is approximately equal to the expected reception level Pin x ⁇ (l) ("Yes” in step S34), the pipeline 50 is determined to be healthy (step S35). In this state, it is possible to lay a new cable in the pipeline 50.
  • “approximately equal” means, for example, that the attenuation Psig is 95% or more of the expected reception level Pin x ⁇ (l).
  • the threshold S may be, for example, the actual cross-sectional area of the pipeline 50. In FIG. 2, "It is possible to lay a new cable in the pipeline” is written as "Laying possible". Note that although it is possible to lay a cable in step S38, this does not necessarily mean that the pipeline is healthy.
  • step S37 if the effective cross-sectional area s is equal to or greater than the predetermined threshold value S (step S37: No), it is determined that it is impossible to lay a new cable in the conduit 50 (step S39). In FIG. 2, "It is impossible to lay a new cable in the conduit” is written as "wire not possible.”
  • this pipeline pass-through test method determines that the pipe is sound (step S35) or that the pipe can be passed through (step S38), then construction work is started to lay a new cable in the pipe 50. If this pipeline pass-through test method determines that the pipe cannot be passed through (step S39), then work is carried out to clean the inside of the pipe (step S04).
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the attenuation constants ⁇ (l) and ⁇ '(s).
  • the attenuation constant ⁇ (l) is the amount of attenuation of the radio wave power or sound pressure level per unit length of the pipeline 50. In other words, the amount of attenuation is smaller when the pipeline length (distance) l is shorter, and is larger when it is longer.
  • the attenuation constant ⁇ (l) differs depending on the pipeline shape, the pipeline cross-sectional area, the pipeline material, the pipeline surface roughness, and the frequency of the radio wave or sound wave used, so the analysis processing unit 13 stores the attenuation constant ⁇ (l) for each of these parameters, as shown in FIG. 5.
  • the attenuation constant ⁇ '(s) is the amount of attenuation of the radio wave power or sound pressure level relative to the effective cross-sectional area s of the pipeline 50. In other words, the amount of attenuation increases when the cross-sectional area of the pipeline is narrowed by soil or sand that has flowed into the pipeline 50.
  • the attenuation constant ⁇ '(s) differs depending on the pipeline shape, pipeline material, pipeline surface roughness, and the frequency of the radio waves or sound waves used, so the analysis processing unit 13 stores the attenuation constant ⁇ '(s) for each of these parameters, as shown in Figure 6.
  • the analysis processing unit 13 selects appropriate attenuation constants ⁇ (l) and ⁇ '(s) from the tables in Figures 5 and 6 according to the parameters of the pipeline 50 and the frequency of the wireless signal, and performs the pipeline passage test method described in Figure 2.
  • the pipeline passage test system disclosed herein is applicable not only to cylindrical pipelines, but also to rectangular pipelines. Furthermore, this pipeline passage test system can be applied not only to communication pipelines, but also to water pipes, gas pipes, power piping, resource plants, pipeline integrity in factories, and a method for estimating blockages in pipelines and their effective cross-sectional area.

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Abstract

本発明は、敷設された管路の状態を簡便かつ短時間で試験できる管路通過試験システム及び方法を提供することを目的とする。　本発明に係る管路通過試験システムは、管路５０の一端に設置され、管路５０に無線信号２１を入射する送信器１１と、管路５０の他端に設置され、管路５０を通過した無線信号２１を受信する受信器１２と、受信器１２で受信した無線信号２１の受信電力から管路５０の良否を判定する解析処理部１３と、を備える。

Description

管路通過試験システム及び方法
　本開示は、敷設された管路の健全性を判定する管路通過試験システム及びその方法に関する。
　国内６０万ｋｍにも及ぶ通信用管路は１９６０年代～１９８０年台に構築されており、経年劣化が進んでいる。管路の割れや腐食箇所から土砂が侵入しているケースがあり、新たな光ケーブルを管路内に敷設しようとする際の障害となっている場合がある。
Ｍｕｒａｋａｍｉ，　Ｔ．；　Ｍｉｙａｚａｋｉ，　Ｍ．；　Ｉｓｈｉｄａ，　Ｓ．；　Ｆｕｋｕｄａ，　Ａ．　"Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＬＡＮ－Ｂａｓｅｄ　ＣＳＩ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｏｂｊｅｃｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ"． Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ２０１８， ７，　２９０．
　通常、光ケーブルを管路内に敷設する前には、管路が健全であり、光ケーブルを通線できることを確認するため、円筒形の木製または樹脂製のマンドレルを管路に挿入して牽引し、マンドレルが通過できるか否かを試験する管路通過試験が行われる。同様の管路通過試験は、管路施工時の施工確認にも用いられる。
　しかし、マンドレルを使用する管路通過試験は、マンドレルを牽引するため時間を要するだけでなく、大型な専用道具を必要とする。つまり、マンドレルを使用する管路通過試験には、簡便かつ短時間で試験を行うことが困難という課題があった。
　そこで、本発明は、前記課題を解決するために、敷設された管路の状態を簡便かつ短時間で試験できる管路通過試験システム及び方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る管路通過試験システムは、電波または音波を送受する小型の汎用送受信デバイスを用いる無線センシング手段で管路通過試験を行うこととした。
　具体的には、本発明に係る管路通過試験システムは、
　管路の一端に設置され、前記管路に無線信号を入射する送信器と、
　前記管路の他端に設置され、前記管路を通過した前記無線信号を受信する受信器と、
　前記受信器で受信した前記無線信号の受信電力から前記管路の良否を判定する解析処理部と、
を備える。
　また、本発明に係る管路通過試験方法は、
　送信器を管路の一端に設置し、前記管路に無線信号を入射すること、
　受信器を前記管路の他端に設置し、前記管路を通過した前記無線信号を受信すること、及び
　前記受信器で受信した前記無線信号の受信電力から前記管路の良否を判定すること、
を特徴とする。
　本発明に係る管路通過試験システム及びその方法は、電波又は音波を送受し、送信電力に対する受信電力の比率から管路の健全性を判定する。マンドレルを使用しないため、且つ汎用の送受信デバイスを使用するため、簡便かつ短時間で試験することができる。従って、本発明は、敷設された管路の状態を簡便かつ短時間で試験できる管路通過試験システム及び方法を提供することができる。
　本発明に係る管路通過試験システムの前記解析処理部は、
　前記管路の長さがゼロであるときの前記無線信号の受信電力Ｐｉｎ、
　前記管路の長さｌに依存する、前記無線信号の電力についての理想的な減衰定数α（ｌ）、及び
　前記管路の実効断面積ｓに依存する、前記無線信号の電力についての減衰定数α’（ｓ）、
が与えられており、
　前記管路での前記無線信号の減衰量ＰｓｉｇをＰｉｎ×α（ｌ）×α’（ｓ）で表し、当該減衰定数α’（ｓ）から前記管路の実効断面積ｓを推定すること
を特徴とする。
　また、本発明に係る管路通過試験方法は、
　前記管路の長さがゼロであるときの前記無線信号の受信電力Ｐｉｎ、前記管路の長さｌに依存する、前記無線信号の電力についての理想的な減衰定数α（ｌ）、及び前記管路の実効断面積ｓに依存する、前記無線信号の電力についての減衰定数α’（ｓ）、としたとき、
　前記管路の良否の判定時に、前記管路での前記無線信号の減衰量ＰｓｉｇをＰｉｎ×α（ｌ）×α’（ｓ）で表し、当該減衰定数α’（ｓ）から前記管路の実効断面積ｓを推定することを特徴とする。
　本発明に係る管路通過試験システムの前記解析処理部は、推定した前記管路の実効断面積ｓが閾値より小さい時に前記管路が不良と判定することを特徴とする。
　本発明に係る管路通過試験システムの前記解析処理部は、健全な前記管路の断面形状毎、断面積毎、材質毎、及び内壁の表面粗さ毎、並びに前記無線信号の周波数毎に前記衰定数α（ｌ）が与えられていることを特徴とする。
　本発明に係る管路通過試験システムの前記解析処理部は、健全な前記管路の断面形状毎、材質毎、及び内壁の表面粗さ毎、並びに前記無線信号の周波数毎に前記減衰定数α’（ｓ）が与えられていることを特徴とする。
　本発明に係る管路通過試験システムの前記解析処理部は、ノイズレベルが与えられており、前記受信電力が前記ノイズレベルより小さい時、前記管路を不良と判定することを特徴とする。
　前記解析処理部はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
　なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
　本発明は、敷設された管路の状態を簡便かつ短時間で試験できる管路通過試験システム及び方法を提供することができる。
本発明に係る管路通過試験システムを説明する図である。 本発明に係る管路通過試験方法を説明する図である。 本発明に係る管路通過試験システムの受信器が受信する各信号のレベルを説明する図（パワーダイアグラム）である。 管路における減衰定数α（ｌ）とα’（ｓ）を説明する図である。 本発明に係る管路通過試験システムの解析処理部が格納する減衰定数α（ｌ）を説明する図である。 本発明に係る管路通過試験システムの解析処理部が格納する減衰定数α’（ｓ）を説明する図である。
　添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
　図１は、本実施形態の管路通過試験システムを説明する図である。本管路通過試験システムは、
　管路５０の一端に設置され、管路５０に無線信号２１を入射する送信器１１と、
　管路５０の他端に設置され、管路５０を通過した無線信号２１を受信する受信器１２と、
　受信器１２で受信した無線信号２１の受信電力から管路５０の良否を判定する解析処理部１３と、
を備える。
　送信器１１は、送信側のマンホールまたはハンドホール３０内に設置され、無線信号２１として電波または音波を出力する。受信器１２は、管路５０を介して接続される受信側のマンホールまたはハンドホール３０内に設置され、管路５０を伝搬してきた電波または音波の無線信号２１を受信する。解析処理部１３は、受信器１２が受信した無線信号２１の電力または音圧レベルを解析して管路５０の実効的な断面積を推定する。
　本明細書では、割れや腐食がなく、土砂などの流入が無い管路を「健全な管路」、一部もしくは全部に土砂などが流入し、管路内の隙間が狭くなっている、あるいは閉塞してしまっている管路を「不健全な管路」と表現する。また、「管路５０の実効的な断面積」とは、受信器１２が受信した無線信号２１の電力または音圧レベルから判断される管路５０の断面積であり、土砂などの流入で管路５０内の隙間が狭くなると受信器１２が受信した無線信号２１の電力または音圧レベルが下がり、「管路５０の実効的な断面積」は小さくなる。
　無線信号２１が電波である場合、送信器１１には、一般に広く利用されているＷｉ－Ｆｉやレーダ送信器を使用可能である。非特許文献１に開示されるように、複数周波数の電波を利用しても良い。
　無線信号２１が電波である場合、受信器１２には、一般に広く利用されているＷｉ－Ｆｉやレーダ受信器を使用可能である。
　なお、電波の種類に応じた送信器１１と受信器１２とを組み合わせて使用する。
　無線信号２１が音波である場合、送信器１１には、音源やスピーカーを利用可能である。
　無線信号２１が音波である場合、受信器１２には、マイクや騒音計を利用可能である。
　なお、音波の種類に応じた送信器１１と受信器１２とを組み合わせて使用する。また、周波数分解可能な音波の受信器１２と既知の周波数を発生させる音波の送信器１１を組み合わせて利用することもできる。
　受信器１２は、棒状のアームの先に取り付け、受信側マンホールまたはハンドホール３０の蓋を開けた地上からマンホール内またはハンドホール内の管路５０の出口付近に設置することもできる。
　解析処理部１３には、次の情報が入力される。
（１）送信レベル（送信器１１の送信電力または音圧レベル）、
（２）送信器１１と受信器１２とが電波または音波の伝搬損失を無視できるほど短距離に置かれた状態で測定された前記送信レベルに応じたリファレンス受信電力または音圧レベルＰｉｎ、
（３）管路５０の長さｌ、
（４）管路５０の材質（金属材料または塩化ビニル材料）と表面粗さ、
（５）管路５０の断面積、形状及び寸法、
（６）送信器１１が発する電波または音波の周波数
（７）管路５０の単位長さ当たりの電波または音波の減衰定数α。
　解析処理部１３は、入力された情報から、健全な管路における電波または音波の伝搬距離に依存する減衰定数α（ｌ）を計算する。そして、解析処理部１３は、Ｐｉｎと計算した減衰定数α（ｌ）を用いて、健全な管路に期待される受信レベル（期待受信レベルＰｉｎ×α（ｌ））を計算し、格納している。
　また、受信する電波の電力や音圧レベルは、土砂や腐食部などの管路内異物や接合部のずれにより実効的な管路断面積（ケーブルを通線可能な断面積）が小さくなると、減衰して小さくなる。解析処理部１３は、管路を通過する電波や音波の、実効的な管路断面積ｓに依存する減衰定数α‘（ｓ）を計算し、格納している。
　図２は、本管路通過試験システムが行う管路通過試験方法を説明するフローチャートである。管路通過試験方法は、
　送信器１１を管路５０の一端に設置し、管路５０に無線信号を入射すること（ステップＳ０１）、
　受信器１２を管路５０の他端に設置し、管路５０を通過した前記無線信号を受信すること（ステップＳ０２）、及び
　受信器１２で受信した前記無線信号の受信電力から管路５０の良否を判定すること（ステップＳ０３）、
を特徴とする。
　図３は、受信器１２が受信する各信号のレベルを説明する図（パワーダイアグラム）である。図３を用いて、管路通過試験方法をより詳細に説明する。
　まず、健全性を確認する被試験体の管路５０の受信側に受信器１２を設置する（ステップＳ０１）。そして、送信器１１の設置前、又は送信器１１が電波または音波を発さない条件下での受信レベルを記録する。このときに受信器１２が受信する信号はノイズである。このノイズのパワー（ノイズレベル）が期待受信レベルより高い場合（ステップＳ１１において“Ｎｏ”）、判定不可として管路通過試験を中止する（ステップＳ１２）。
　一方、ノイズレベルが期待受信レベルより低い場合（ステップＳ１１において“Ｙｅｓ”）、管路５０の送信側に送信器１１を設置する（ステップＳ０２）。送信器１１から電波または音波を発した際の、受信器１２の受信電力または受信音圧レベル（受信レベル）を記録する。受信レベルがノイズレベルより低い場合（ステップＳ３１で“Ｎｏ”）、管路不健全と判定する（ステップＳ３２）。この状態では、送信器１１からの電波または音波が受信器１２に全く届いていないため、管路５０が閉塞していると考えられる。つまり、管路５０には新たなケーブルを敷設することは不可である。
　一方、受信レベルがノイズレベルより高い場合（ステップＳ３１で“Ｙｅｓ”）、送信レベルから受信レベルを減算し、電波または音波の管路５０での減衰量Ｐｓｉｇを計算する（ステップＳ３３）。減衰量Ｐｓｉｇが期待受信レベルＰｉｎ×α（ｌ）に略等しい場合（ステップＳ３４にて“Ｙｅｓ”）、管路５０が健全であると判定する（ステップＳ３５）。この状態では、管路５０には新たなケーブルを敷設することが可能である。ここで、「略等しい」とは、例えば、減衰量Ｐｓｉｇが期待受信レベルＰｉｎ×α（ｌ）の９５％以上であるような場合である。
　一方、減衰量Ｐｓｉｇが期待受信レベルＰｉｎ×α（ｌ）に略等しくない場合（ステップＳ３４にて“Ｎｏ”）、Ｐｓｉｇ＝Ｐｉｎ×α（ｌ）×α’（ｓ）となるα’（ｓ）を見出す。そして、見出したα’（ｓ）に対応する実効断面積ｓを検出する（ステップＳ３６）。この実効断面積ｓが所定の閾値Ｓより小さい場合（ステップＳ３７にて“Ｙｅｓ”）、管路５０に新たなケーブルを敷設することが可能と判定する（ステップＳ３８）。閾値Ｓは、例えば、管路５０の実際の断面積であってもよい。図２では「管路に新たなケーブルを敷設することが可能である」ことを「通線可」と記載している。なお、ステップＳ３８は、通線可であるが、必ずしも管路が健全とは限らない。
　一方、実効断面積ｓが所定の閾値Ｓ以上の場合（ステップＳ３７にて“Ｎｏ”）、管路５０に新たなケーブルを敷設することが不可能と判定する（ステップＳ３９）。図２では「管路に新たなケーブルを敷設することが不可能である」ことを「通線不可」と記載している。
　本管路通過試験方法で健全判定（ステップＳ３５）や通線可判定（ステップＳ３８）であれば、管路５０に新たなケーブルを敷設する工事を開始する。また、本管路通過試験方法で通線不可判定（ステップＳ３９）であれば、管路内を清掃する作業を行う（ステップＳ０４）。
　図４は、減衰定数α（ｌ）とα’（ｓ）を説明する図である。
　減衰定数α（ｌ）は、管路５０の単位長あたりでの電波電力又は音圧レベルの減衰量である。つまり、減衰量は管路の長さ（距離）ｌが短ければ小さく、長ければ大きくなる。ここで、減衰定数α（ｌ）は、管路形状、管路の断面積、管路の材質、管路の表面粗さ、使用する電波または音波の周波数毎に異なるので、解析処理部１３は、図５のように、これらのパラメータ毎に減衰定数α（ｌ）を格納している。
　減衰定数α’（ｓ）は、管路５０の実効断面積ｓに対する電波電力又は音圧レベルの減衰量である。つまり、減衰量は管路５０内部に流入した土砂などで管路の断面積が狭まると大きくなる。ここで、減衰定数α’（ｓ）は、管路形状、管路の材質、管路の表面粗さ、使用する電波または音波の周波数毎に異なるので、解析処理部１３は、図６のように、これらのパラメータ毎に減衰定数α’（ｓ）を格納している。
　解析処理部１３は、図５及び図６の表から、管路５０の各パラメータ及び無線信号の周波数に応じ、適切な減衰定数α（ｌ）と減衰定数α’（ｓ）を選択し、図２で説明した管路通過試験方法を行う。
　本開示の管路通過試験システムは、円筒形管路に限らず、矩形管路にも適用可能である。また、本管路通過試験システムは、通信用管路に限らず、水道管、ガス管、電力配管、資源プラントや工場内の管路健全性、および管路内の詰まりとその実効断面積の推定方法にも応用できる。
１１：送信器
１２：受信器
１３：解析処理部
２１：無線信号（電波又は音波）
３０：マンホール又はハンドホール
５０：管路

Claims (8)

  1. 　管路の一端に設置され、前記管路に無線信号を入射する送信器と、
    　前記管路の他端に設置され、前記管路を通過した前記無線信号を受信する受信器と、
    　前記受信器で受信した前記無線信号の受信電力から前記管路の良否を判定する解析処理部と、
    を備える管路通過試験システム。
  2. 　前記解析処理部は、
    　前記管路の長さがゼロであるときの前記無線信号の受信電力Ｐｉｎ、
    　前記管路の長さｌに依存する、前記無線信号の電力についての理想的な減衰定数α（ｌ）、及び
    　前記管路の実効断面積ｓに依存する、前記無線信号の電力についての減衰定数α’（ｓ）、
    が与えられており、
    　前記管路での前記無線信号の減衰量ＰｓｉｇをＰｉｎ×α（ｌ）×α’（ｓ）で表し、当該減衰定数α’（ｓ）から前記管路の実効断面積ｓを推定すること
    を特徴とする請求項１に記載の管路通過試験システム。
  3. 　前記解析処理部は、推定した前記管路の実効断面積ｓが閾値より小さい時に前記管路が不良と判定することを特徴とする請求項２に記載の管路通過試験システム。
  4. 　前記解析処理部は、
    　健全な前記管路の断面形状毎、断面積毎、材質毎、及び内壁の表面粗さ毎、並びに前記無線信号の周波数毎に前記減衰定数α（ｌ）が与えられていることを特徴とする請求項２に記載の管路通過試験システム。
  5. 　前記解析処理部は、
    　健全な前記管路の断面形状毎、材質毎、及び内壁の表面粗さ毎、並びに前記無線信号の周波数毎に前記減衰定数α’（ｓ）が与えられていることを特徴とする請求項２に記載の管路通過試験システム。
  6. 　前記解析処理部は、
    　ノイズレベルが与えられており、前記受信電力が前記ノイズレベルより小さい時、前記管路を不良と判定することを特徴とする請求項２に記載の管路通過試験システム。
  7. 　送信器を管路の一端に設置し、前記管路に無線信号を入射すること、
    　受信器を前記管路の他端に設置し、前記管路を通過した前記無線信号を受信すること、及び
    　前記受信器で受信した前記無線信号の受信電力から前記管路の良否を判定すること、
    を特徴とする管路通過試験方法。
  8. 　前記管路の長さがゼロであるときの前記無線信号の受信電力Ｐｉｎ、
    　前記管路の長さｌに依存する、前記無線信号の電力についての理想的な減衰定数α（ｌ）、及び
    　前記管路の実効断面積ｓに依存する、前記無線信号の電力についての減衰定数α’（ｓ）、
    としたとき、
    　前記管路の良否の判定時に、前記管路での前記無線信号の減衰量ＰｓｉｇをＰｉｎ×α（ｌ）×α’（ｓ）で表し、当該減衰定数α’（ｓ）から前記管路の実効断面積ｓを推定すること
    を特徴とする請求項７に記載の管路通過試験方法。
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