(57)【要約】【課題】 漏洩音に対してノイズとなる連続音が発生している場合においても、漏洩音とノイズとを切り分けすることで、漏洩音の適切な識別が可能な埋設管路の漏洩検出方法および装置を提供する。【解決手段】  埋設管路の漏洩検出装置1は、水道管路（埋設管路）2からの流体漏洩によって生じる振動音を検知する第１振動センサー5と、第１振動センサー5の波形情報よりノイズ分を差し引くための波形情報を検知する第２振動センサー6とを備えている。第１振動センサー5は、水道管路2の配管部材4における露出部に設置されている。第２振動センサー6は、第１振動センサー5の近傍であってかつ水道管路2の配管部材に接しない場所（例えば地表G）に設置されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設管路からの流体漏洩によって生じる振動音を検知する第１振動センサーと、第１振動センサーの波形情報よりノイズ分を差し引くための波形情報を検知する第２振動センサーとを用い、第１振動センサーを埋設管路の配管部材における露出部に設置し、第２振動センサーを第１振動センサーの近傍であってかつ埋設管路の配管部材に接しない場所に設置することを特徴とする埋設管路の漏洩検出方法。
【請求項２】
第２振動センサーを地表に設置することを特徴とする請求項１に記載の埋設管路の漏洩検出方法。
【請求項３】
第１振動センサーおよび第２振動センサーから得られる波形をそれぞれ周波数分析し、第１振動センサーの周波数スペクトル情報から第２振動センサーの周波数スペクトル情報を差し引いた情報に基づいて漏洩の有無を検知することを特徴とする請求項１または２に記載の埋設管路の漏洩検出方法。
【請求項４】
埋設管路からの流体漏洩によって生じる振動音を検知する第１振動センサーと、第１振動センサーの波形情報よりノイズ分を差し引くための波形情報を検知する第２振動センサーとを備えており、第１振動センサーが埋設管路の配管部材における露出部に設置され、第２振動センサーが第１振動センサーの近傍であってかつ埋設管路の配管部材に接しない場所に設置されていることを特徴とする埋設管路の漏洩検出装置。
【請求項５】
第２振動センサーが地表に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の埋設管路の漏洩検出装置。
【請求項６】
第１振動センサーおよび第２振動センサーから得られる波形をそれぞれ周波数分析し、第１振動センサーの周波数スペクトル情報から第２振動センサーの周波数スペクトル情報を差し引いた情報に基づいて漏洩の有無を検知する処理手段を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の埋設管路の漏洩検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、埋設管路の漏洩検出方法および装置に関し、特に、地中に埋設された水道管路などにおける配管からの流体漏洩を精度よく検出する埋設管路の漏洩検出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、埋設管路における露出部に振動センサーを設置し、流体漏洩によって生じる振動音（漏洩音）を検出する技術が存在する。例えば特許文献１においては埋設管路に加速度センサーを内蔵する音圧検出器を設置し、所定の計測時間に亘って音圧データを収集し、各ｄＢ毎に集計することで、騒音の大きい場所でも漏洩音を検出することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８８７４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のように音圧データを集計する方法においては常時同じような音圧のノイズが発生している場合には誤判定することがあった。例えば、自動販売機から発生するトランス音であったり、主要な幹線道路で連続的な車の通行がある場合などである。
【０００５】
特に、振動の減衰が大きく漏洩検知の難しい合成樹脂管や大口径の金属管で発生する漏洩音は、３００Hz以下の低周波帯域であり、このような低周波帯域は、上記のノイズとして発生する音の周波数に近いことから、漏洩音とノイズの切り分けが難しいという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、漏洩音に対してノイズとなる連続音が発生している場合においても、漏洩音とノイズとを切り分けすることで、漏洩音の適切な識別が可能な埋設管路の漏洩検出方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による埋設管路の漏洩検出方法は、埋設管路からの流体漏洩によって生じる振動音を検知する第１振動センサーと、第１振動センサーの波形情報よりノイズ分を差し引くための波形情報を検知する第２振動センサーとを用い、第１振動センサーを埋設管路の配管部材における露出部に設置し、第２振動センサーを第１振動センサーの近傍であってかつ埋設管路の配管部材に接しない場所に設置することを特徴とするものである。
【０００８】
この発明による埋設管路の漏洩検出装置は、埋設管路からの流体漏洩によって生じる振動音を検知する第１振動センサーと、第１振動センサーの波形情報よりノイズ分を差し引くための波形情報を検知する第２振動センサーとを備えており、第１振動センサーが埋設管路の配管部材における露出部に設置され、第２振動センサーが第１振動センサーの近傍であってかつ埋設管路の配管部材に接しない場所に設置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
配管部材には、管、継手、仕切弁などが含まれる。第１振動センサーは、漏洩に伴って埋設管路を伝わる漏洩音を検出可能なように、配管部材の適宜な露出部（管、継手、仕切弁などの壁面など）に設置される。
【００１０】
管壁や仕切弁等の配管部材に設置した第１振動センサーが検出した振動には、漏洩によるものとノイズとが含まれており、ノイズである埋設管路の外部で発生している振動は、第２振動センサーで捕捉され、第１振動センサーが検出した振動からノイズ分としてキャンセルされる。
【００１１】
第２振動センサーを地表（特にアスファルト地面上）に設置することが好ましく、このようにするとノイズを捕捉しやすい。
【００１２】
第１振動センサーおよび第２振動センサーから得られる波形をそれぞれ周波数分析し、第１振動センサーの周波数スペクトル情報から第２振動センサーの周波数スペクトル情報を差し引いた情報に基づいて漏洩の有無を検知することが好ましい。
【００１３】
第１振動センサーと第２振動センサーの波形情報を差し引いて漏洩の有無を検知するためには、一定時間の波形を周波数分析し、各周波数のスペクトル強度を差し引くことが好ましい。この演算によって、漏洩有りの場合には、所定の周波数においてピークが存在することになり、容易に漏洩有りの判定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の埋設管路の漏洩検出方法および装置によると、漏洩音に対してノイズとなる連続音が発生している場合においても、漏洩音とノイズとを切り分けすることができ、漏洩音の適切な識別が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、この発明による埋設管路の漏洩検出方法および装置を模式的に示す図である。
【図２】図２は、この発明による埋設管路の漏洩検出方法および装置に適した振動センサーの１例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、漏洩有りの場合に、第２振動センサーによって得られる波形情報の例を示す図である。
【図４】図４は、漏洩無しの場合に、第２振動センサーによって得られる波形情報の例を示す図である。
【図５】図５は、漏洩有りの場合に、第１振動センサーによって得られる波形情報の例を示す図である。
【図６】図６は、漏洩有りの場合に、第１振動センサーによって得られる波形情報から第２振動センサーによって得られる波形情報を差し引いた波形情報の例を示す図である。
【図７】図７は、漏洩無しの場合に、第１振動センサーによって得られる波形情報の例を示す図である。
【図８】図８は、漏洩無しの場合に、第１振動センサーによって得られる波形情報から第２振動センサーによって得られる波形情報を差し引いた波形情報の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、この発明による埋設管路の漏洩検出装置を模式的に示している。
【００１８】
埋設管路の漏洩検出装置(1)は、管(3)、仕切弁(4)などの配管部材から構成されて地中に埋設された水道管路（埋設管路の１例）(2)における流体の漏洩を検出するもので、埋設管路(2)の配管部材の所定箇所（この実施形態では、仕切弁(4)）に設置された第１振動センサー(5)と、地面(G)に設置された第２振動センサー(6)と、各振動センサー(5)(6)にそれぞれ接続された無線通信機(7)(8)と、各無線通信機(7)(8)から送られてくる情報を受け取って処理する処理手段(9)とを備えている。
【００１９】
第１振動センサー(5)および第２振動センサ(6)は、図２に示すように、鉄製の台座(21)と、台座(21)上に設置された圧電素子(22)と、下端部が台座(21)に固定されて上端部で圧電素子(22)を支持する支柱(23)と、圧電素子(22)の両面に銀ペーストを塗布して形成した上下１対の薄膜電極(24)(25)と、上側の薄膜電極(24)の上に積載された錘(26)とを備えている。支柱(23)と上側および下側の薄膜電極(24)(25)との間は絶縁されており、各薄膜電極(24)(25)にリード線(27)(28)が取り付けられている。
【００２０】
１対の電極(24)(25)は、圧電素子(22)の両面に銀ペーストを塗布することで薄膜状に形成されている。
【００２１】
圧電素子(22)は、高分子圧電材料であるポリフッ化ビニリデンの延伸フィルム（ＰＶＤＦフィルム）によって形成されている。圧電素子(22)と錘(26)からなる系の共振周波数ｆｏ＝√（ｋ／Ｍ）／２π（ｋは圧電素子のバネ定数、Ｍは錘の質量）は、１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚに設定されている。
【００２２】
水道管路(2)内で水の漏洩が発生すると、管(3)、仕切弁(4)などの配管部材には、流体漏洩によって生じる振動音である漏洩音が生じる。これによって、仕切弁(4)に貼り付けられた第１振動センサー(5)の圧電素子(22)に付与される圧力が変動し、圧電素子(22)において、圧力変動が電位差信号に変換される。電位差信号は、リード線(27)(28)により取り出されて、処理手段(9)において処理され、漏洩音が検出された場合に、漏洩有りと判断する。
【００２３】
ここで、第１振動センサー(5)からの情報には、漏洩音以外の振動音がノイズとして含まれている。この埋設管路の漏洩検出装置(1)では、処理手段(9)において、以下のようにして、第１振動センサー(5)および第２振動センサー(6)で得られた波形情報を使用して、一定時間の波形を周波数分析し、第２振動センサー(6)によって上記ノイズを除去することで、漏洩有りの判定の精度向上が図られている。
【００２４】
第１振動センサー(5)の検出信号に混入するノイズは以下の２つの経路を辿る。
【００２５】
１．自動販売機や車の通行音などのノイズが地中を伝搬して近傍の管(3)に入力され、管(3)を伝わって第１振動センサー(5)に伝わる。
【００２６】
２．自動販売機や車の通行音などのノイズが地表（アスファルトなど）(G)を伝搬し、仕切弁(4)のボックス(4a)や消火栓などのボックスを伝わって第１振動センサー(5)に伝わる。
【００２７】
また、同じ発生源から発生したノイズは経路１．および２．のどちらを辿った場合でも周波数が一致する。
【００２８】
１．のように管(3)を伝わり第１振動センサー(5)で検出される振動の中には、本来検出すべき漏洩音も含まれる。一方、埋設状態で発生した漏洩音は地中で減衰するため、２．のように地表(G)やボックス(4a)を伝搬して再度第１振動センサー(5)に入力されることはない。
【００２９】
そのため、地表(G)やボックス(4a)の振動を第２振動センサー(6)で捕捉し、それをノイズとして第１振動センサー(5)の信号から差し引けば、漏洩音だけを切り分けることができる。
【００３０】
以下に、水道管路(2)における塩化ビニル製の管(3)からの水の漏洩検知において、地表(G)がアスファルトである場合の実施例を説明する。
【００３１】
まず、第２振動センサー(6)を使用して、水道管路(2)に通水して漏洩がある状態と、通水していない状態において漏洩位置から離れたアスファルトの地表(G)で波形を計測し、波形を高速フーリエ変換した。その時の周波数スペクトルを図３および図４に示す。図３は、漏洩有りの場合を、図４は、漏洩無しの場合をそれぞれ示している。
【００３２】
図３および図４においては、いずれも比較的低周波の波形がとれており、この低周波ピークは漏洩のない場合でも出現していることから、漏洩音以外のノイズに由来することが分かる。
【００３３】
次に、第１振動センサー(5)を使用して、漏洩がある場合において、漏洩地点より第２振動センサー(6)と同程度離れた仕切弁(4)上に第１振動センサー(5)を設置し、振動波形を記録した。その時の周波数スペクトルを図５に示す。これは、先のノイズ由来の波形と同様の周波数帯であることが多く、図５だけでは漏洩を判断できない。
【００３４】
ここで、図５から第２振動センサー(6)の漏洩有りの場合の周波数スペクトル（図３）を差し引くと図６のようになる。ノイズ由来の周波数スペクトルを差し引いても依然として低周波のピークが発生していることから、漏洩音が発生していると判断できる。
【００３５】
漏洩がない場合に第１振動センサー(5)で得られる周波数スペクトルを図７に示す。図７の周波数スペクトルから漏洩がない場合の第２振動センサー(6)の周波数スペクトル（図２）を差し引くと、図８に示すように、ピークが消滅する。このことから、図７におけるピークはノイズであり、実際は漏洩していないという判断ができる。
【００３６】
こうして、第１振動センサー(5)の各周波数のスペクトル強度から第２振動センサー(6)の各周波数のスペクトル強度を差し引くことで、漏洩音とノイズとを切り分けすることができ、漏洩音の適切な識別が可能となる。
【００３７】
なお、各周波数のスペクトル強度を差し引く際には、全周波数を一律で差し引いてもよく、所定の係数をかけてから差し引いてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
(1) ：埋設管路の漏洩検出装置
(2) ：水道管路（埋設管路）
(5) ：第１振動センサー
(6) ：第１振動センサー
(9) ：処理手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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