(57)【要約】【課題】  外部雑音等の影響を受けることなく、簡易な計算によって漏れ位置を確実に特定する。【解決手段】  管路１への流体流入量ｑ1を流量計７１で測定するとともに、この時の管路１からの流体流出量ｑ2を流量計７２で測定し、かつ、管路１へ流入してから管路１より流出するまでの流体のむだ時間ＴLを光ファイバセンサ７３，７４で測定して、これら流体流入量ｑ1、流体流出量ｑ2、およびむだ時間ＴLからパソコン７５で管路１の漏れ位置を算出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路への流体流入量を測定するとともに、この時の管路からの流体流出量を測定し、かつ、管路へ流入してから管路より流出するまでの流体のむだ時間を測定して、これら流体流入量、流体流出量、およびむだ時間から管路の漏れ位置を算出することを特徴とする管路の漏れ位置特定方法。
【請求項２】
前記管路は管路径が途中で変化しているものであり、漏れ位置が管路径変化部の上流側ないし下流側にあるとしてそれぞれの場合について前記流体流入量、前記流体流出量、および前記むだ時間から管路の漏れ位置を算出し、算出された漏れ位置のうちで管路長に基づく題意を満たす漏れ位置を真の漏れ位置として選択する請求項１に記載の管路の漏れ位置特定方法
【請求項３】
前記管路への流体流入量ないし管路からの流体流出量を一定量変更し、この変更によって、前記算出される漏れ位置が所定距離以上変化した場合に、漏れ箇所が複数あると判定する請求項１に記載の管路の漏れ位置特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管路の漏れ位置を特定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、埋設管路の二箇所に漏洩音検出器を設けて、その検出信号を相関器に送り、両検出信号の相関係数を算出することによって埋設管路における漏れ位置を特定する方法が示されている。
【特許文献１】特開平８−７５５９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の方法では外部雑音や管材質の影響を受けやすく、また漏れ位置の特定に比較的煩雑な計算を要するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、外部雑音等の影響を受けることなく、簡易な計算によって漏れ位置を確実に特定できる管路の漏れ位置特定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本第1発明では、管路（１）への流体流入量（ｑ1）を測定するとともに、この時の管路（１）からの流体流出量（ｑ2）を測定し、かつ、管路（１）へ流入してから管路（１）より流出するまでの流体のむだ時間（ＴL）を測定して、これら流体流入量（ｑ1）、流体流出量（ｑ2）、およびむだ時間（ＴL）から管路の漏れ位置を算出する。本第１発明においては、流体流入量、流体流出量、およびむだ時間から、簡易な計算によって外部雑音等の影響を受けることなく管路の漏れ位置が確実に特定される。
【０００６】
本第２発明では、上記管路（１）は管路径が途中で変化しているものであり、漏れ位置が管路径変化部の上流側ないし下流側にあるとしてそれぞれの場合について前記流体流入量（ｑ1）、前記流体流出量（ｑ2）、および前記むだ時間（ＴL）から管路（１）の漏れ位置を算出し、算出された漏れ位置のうちで管路長に基づく題意を満たす漏れ位置を真の漏れ位置として選択する。本第２発明においては、管路径が途中で変化している場合にも、管路の漏れ位置が確実に特定される。
【０００７】
本第３発明では、前記管路（１）への流体流入量（ｑ1）ないし管路からの流体流出量（ｑ2）を一定量変更し、この変更によって、前記算出される漏れ位置が所定距離以上変化した場合に、漏れ箇所が複数あると判定する。本第３発明においては、漏れ位置が一箇所か複数個所かを簡易に判定することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明の管路の漏れ位置特定方法によれば、外部雑音等の影響を受けることなく、簡易な計算によって漏れ位置を確実に特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１には本発明方法を実施する装置の構成を示す。図１において、最初に、二点鎖線で囲んだ領域の管が設けられていない一般的な場合を考える。漏れ位置を特定する必要がある管路１の両端間には流体流入管２と流体流出管３が接続されている。流体流入管２と流体流出管３にはそれぞれ開閉弁４１，４４が設けられている。流体供給管５は水道などの適当な圧力を有する水源に接続されており、上流側より入口調節弁４５と流量計７１が設けられている。流量計７１の下流位置では流体供給管５内に流速測定用のトレーサ（本実施形態では食紅。以下、色粉という）が適時に投入できるようになっており、流体供給管５の最下流位置には色粉の通過を検出するための光ファイバセンサ７３が設けられている。流体流出管３には流体排出管６が接続されており、流体排出管６には、最上流部に色粉の通過を検出する光ファイバセンサ７４、次に流量計７２および出口調節弁４６が設けられている。流量計７１，７２および光ファイバセンサ７３，７４は後述の演算処理を行うパーソナルコンピュータ（パソコン）７５に入力接続されている。
【００１０】
開閉弁４１，４４を開き、入口調節弁４５ないし出口調節弁４６の開度を調整すると、管路１の一端側から他端側へ流体が供給される。この時の管路１への流体流入量ｑ1は流量計７１で測定され、管路１からの流体流出量ｑ2は流量計７２で測定されて、その測定信号がパソコン７５へ出力される。色粉を投入すると、管路１の一端側における色粉の通過が光ファイバセンサ７３で検出されて検出信号がパソコン７５へ出力され、管路１の他端側における色粉の通過が光ファイバセンサ７４で検出されて検出信号がパソコン７５へ出力される。パソコン７５は上記検出信号に基づいて、流体が管路１の一端へ流入してから他端へ流出するまでの到達時間（むだ時間）ＴLを測定する。
【００１１】
図１の二点鎖線で囲まれた領域、すなわち流体流入管２´および３´を追加してループの管路を形成することが比較的容易にできる場合がある。このときは、開閉弁４２，４３を開くとともに開閉弁４１，４４を閉じて、入口調節弁４５ないし出口調節弁４６の開度を調整すると、管路１の他端側から一端側へ流体が供給される。すなわち、前述とは逆方向の流れを形成することができ、より確実に漏れ位置を把握できる可能性が高くなる。この時の管路１への流体流入量ｑ1は流量計７１で測定され、管路１からの流体流出量ｑ2は流量計７２で測定されて、その測定信号がパソコン７５へ出力される。色粉を投入すると、管路１の他端側における色粉の通過が光ファイバセンサ７３で検出されて検出信号がパソコン７５へ出力され、管路１の一端側における色粉の通過が光ファイバセンサ７４で検出されて検出信号がパソコン７５へ出力される。パソコン７５は上記検出信号に基づいて、流体が管路１の他端へ流入してから管路の一端へ流出するまでのむだ時間ＴLを測定する。漏れ位置は後述のように、流体流入量ｑ1、流体流出量ｑ2、むだ時間ＴLから算出される。管路が上述のようにループ状に接続できれば、流体流入量ｑ1、流体流出量ｑ2、むだ時間ＴLの測定を互いに逆方向で行い、パソコン７５では、順方向と逆方向で算出された各漏れ位置の平均値を最終的な漏れ位置として特定するのが良い。
【実施例１】
【００１２】
以下、パソコンにおける漏れ位置特定方法の一例を説明する。以下は、図１の二点鎖線で囲まれた領域の管路が接続されていない場合について説明するが、この領域の管路が存在する場合も同様の方法が採用できる。本実施例では、図２に示すように、上流端からの距離ｌ1、下流端からの距離ｌ2の一箇所で漏れがある、長さＬ、断面積Ａの管路１に対して流体を供給し、流体流入量がｑ1、流体流出量がｑ2、全体のむだ時間がＴLであったとする。なお、簡単のため、管路１と流体流入管２、流体流出管３の管内径は等しく、管路の全長Ｌはこれらの合計であるとする。以下、流体流入管２と流体流出管３はこのように取り扱う。ここで、最大むだ時間ＴLmaxを式（１）、最小むだ時間ＴLminを式（２）で定義すると、むだ時間ＴLは式（３）で表されるから、距離ｌ1，ｌ2は式（４）、式（５）で算出される。
【００１３】
【数１】
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【００１４】
一例として、管路長Ｌ＝５０[ｍ]、管内径ｒ＝０．０１３８[ｍ]の管路で、流体流入量ｑ1＝０．０００８[ｍ3／sec]、流体流出量ｑ2＝０．０００６[ｍ3／sec]、むだ時間ＴL＝４２．５[sec]であったとすると、式（４）、式（５）で距離ｌ1＝２９．５[ｍ]、ｌ2＝２０．５[ｍ]と算出され、漏れ位置が特定できる。
【実施例２】
【００１５】
次に、パソコン７５（図１）における漏れ位置特定方法の他の例を説明する。本実施例では、管路１は図３に示すように、上流端から距離ｌ1、下流端から距離ｌ2のところで管路径が変化して、上流側の管路断面積がＡ1、下流側の管路断面積がＡ2となっている。管路長はＬである。
【００１６】
この場合に、図４に示すように、上流側の上流端から距離ｌ11、上流側の下流端から距離ｌ12の一箇所で漏れがあるとする。ここで、最大むだ時間ＴLmaxを式（６）で、最小むだ時間ＴLminを式（７）で定義する。むだ時間ＴLは式（８）で表されるから、距離ｌ11，ｌ12はそれぞれ式（９）、式（１０）で算出される。
【００１７】
これに対して、図５に示すように、下流側の上流端から距離ｌ21、下流側の下流端から距離ｌ22の一箇所で漏れがあるとする。ここで、最大むだ時間ＴLmaxを式（１１）で、最小むだ時間ＴLminを式（１２）で定義する。むだ時間ＴLは式（１３）で表されるから、距離ｌ21，ｌ22はそれぞれ式（１４）、式（１５）で算出される。
【００１８】
【数２】
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【００１９】
一例として、管路長Ｌ＝５０[ｍ]、距離ｌ1＝３５[ｍ]、距離ｌ2＝１５[ｍ]、上流側管内径ｒ1＝０．０１３８[ｍ]、下流側管内径ｒ2＝０．０１０８[ｍ]の管路で、流体流入量ｑ1＝０．０００８[ｍ3／sec]、流体流出量ｑ2＝０．０００６[ｍ3／sec]、測定されたむだ時間ＴL＝４０[sec]であったとする。
【００２０】
漏れ位置が上流側にあったとして式（６）、式（７）で最大むだ時間ＴLmax、最小むだ時間ＴLminを算出すると、それぞれ４４．０６[sec]、３５．３４[sec]となり、これらから式（９）、式（１０）で距離ｌ11，ｌ12を算出すると、それぞれ１６．３[ｍ]、１８．７[ｍ]となって題意を満たす。
【００２１】
一方、漏れ位置が下流側にあったとして式（１１）、式（１２）で最大むだ時間ＴLmax、最小むだ時間ＴLminを算出すると、それぞれ３５．３４[sec]、３３．０５[sec]となり、これらから式（１４）、式（１５）で距離ｌ21，ｌ22を算出すると、それぞれ−３０．５[ｍ]、４５．５[ｍ]となって、最大および最小むだ時間ＴLmax，ＴLmin、距離ｌ21，ｌ22が題意を満たさない。これより、真の漏れ位置は上流側の上流端から距離ｌ11＝１６．３[ｍ]の位置にあると判定される。
【実施例３】
【００２２】
次に、パソコン７５（図1）における漏れ位置特定方法のさらに他の例を説明する。本実施例では、管路は図６に示すように、上流端から距離ｌ1の第１区画、その下流の距離ｌ2の第２区画、さらにその下流の距離ｌ3の第３区画で管路径が変化して、第１区画、第２区画、第３区画の各管路断面積がＡ1、Ａ２、Ａ３となっている。管路長はＬである。
【００２３】
この場合に、図６に示すように、第１区画の上流端から距離ｌ11の一箇所で漏れがあると仮定して、最大むだ時間ＴLmaxを式（１６）で定義する。むだ時間ＴLは式（１７）で表されるから、距離ｌ11は式（１８）で算出される。
【００２４】
また、図７に示すように、第２区画の上流端から距離ｌ21の一箇所で漏れがあると仮定して、最大むだ時間ＴLmaxを式（１９）で定義する。むだ時間ＴLは式（２０）で表されるから、距離ｌ21は式（２１）で算出される。
【００２５】
また、図８に示すように、第３区画の上流端から距離ｌ31の一箇所で漏れがあると仮定して、最大むだ時間ＴLmaxを式（２２）で定義する。むだ時間ＴLは式（２３）で表されるから、距離ｌ31は式（２４）で算出される。なお、距離ｌ12,ｌ22,ｌ32を直接算出する式は、第２実施形態と同様にＴLminを使用して算出することができる。
【００２６】
【数３】
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【００２７】
一例として、管路長Ｌ＝５５[ｍ]、第1区画の距離ｌ1＝１８[ｍ]、第２区画の距離ｌ2＝２０[ｍ]、第３区画の距離ｌ3＝１７[ｍ]、第1区画の管内径ｒ1＝０．０１７８５[ｍ]、第２区画の管内径ｒ2＝０．０１３８[ｍ]、第３区画の管内径ｒ3＝０．０１０８[ｍ]の管路１で、流体流入量ｑ1＝０．００１[ｍ3／sec]、流体流出量ｑ2＝０．０００８[ｍ3／sec]であったとする。
【００２８】
ここで、表１に示すように、測定されたむだ時間ＴLが３７[sec]であった場合に、それぞれ第１区画、第２区画、第３区画に漏れがあると仮定すると、最大むだ時間ＴLmaxはそれぞれ４５．３[sec]、４０．８[sec]、３７．７[sec]となり、これらから漏れ位置ｌ11，ｌ21，ｌ31を算出するとそれぞれ３３．０[ｍ]、２５．１[ｍ]、８．４[ｍ]となって、第３区画の漏れ位置のみが題意を満たす。これより、真の漏れ位置は第３区画の上流端から距離ｌ31＝８．４[ｍ]の位置にあると判定される。
【００２９】
さらに、表１に示すように、測定されたむだ時間ＴLが４０[sec]であった場合に、それぞれ第１区画、第２区画、第３区画に漏れがあると仮定すると、最大むだ時間ＴLmaxはそれぞれ４５．３[sec]、４０．８[sec]、３７．８[sec]となり、これらから漏れ位置ｌ11，ｌ21，ｌ31を算出するとそれぞれ２１．０[ｍ]、５．１[ｍ]、−２４．３[ｍ]となって、第２区画の漏れ位置のみが題意を満たす。これより、真の漏れ位置は第２区画の上流端から距離ｌ21＝５．１[ｍ]の位置にあると判定される。
【００３０】
また、表１に示すように、測定されたむだ時間ＴLが４３[sec]であった場合に、それぞれ第１区画、第２区画、第３区画に漏れがあると仮定すると、最大むだ時間ＴLmaxはそれぞれ４５．３[sec]、４０．８[sec]、３７．８[sec]となり、これらから漏れ位置ｌ11，ｌ21，ｌ31を算出するとそれぞれ９．１[ｍ]、−１５．０[ｍ]、−５７．１[ｍ]となって、第１区画の漏れ位置のみが題意を満たす。これより、真の漏れ位置は第１区画の上流端から距離ｌ11＝９．１[ｍ]の位置にあると判定される。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
以上の知見より、漏れ位置特定の一般化を行うと以下のようになる。すなわち、管内径による区画数をｎとし、第ｍ（１＜＝ｍ＜＝ｎ）区画にのみ１個の漏れがある場合、第ｍ区画内の漏れ箇所ｌm1,ｌm2は式（２５）〜式（２８）で算出できる。各式中、Ａm,Ａiはそれぞれ第ｍ区画、第ｉ区画の管路断面積、ｌｉは第ｉ区画の距離（管路長）である。
【００３３】
【数４】
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【実施例４】
【００３４】
以上に説明した漏れ位置特定方法を利用すると、パソコン７５（図１）において、図２に示す管路１の漏れ位置が一箇所か複数個所かを判定することができる。すなわち、流体流入量ｑ1、流体流出量ｑ2を複数回適当に変更して、このときのむだ時間ＴLを測定し、これらより算出される漏れ位置の距離ｌ1（あるいはl2）（図2）がどの程度変動するかによって、管路１の漏れ位置が一箇所か複数個所かを判定できる。この判定は例えば、算出された複数の漏れ位置ｌ1（l2）の平均をl1av（l2av）とし、平均漏れ位置l1av（l2av）から最も離れた漏れ位置l1（l2）の偏差をΔlとした場合、Δl／l1av（l2av）＜＝０．０５で漏れ位置は一箇所と判定する。Δl／l1av（l2av）＞＝０．１では漏れ位置は複数個所と判定する。なお、０．０５＜Δl／l1av（l2av）＜０．１は判定不能域である。
【００３５】
一例として、長さＬが５２．６[ｍ]の２０Ａパイプで管路１を構成し、出口調節弁４６（図１）によって流体流入量ｑ1、流体流出量ｑ2を３回変更してこの時のむだ時間ＴLを測定し、それぞれについて漏れ位置ｌ1（l2）を算出したものを表２、表３に示す。表２ではΔl／l1av＝０．０４となり漏れ位置は一箇所であると判定される。表３ではΔl／l1av＝０．２となり、漏れ位置は複数個所であると判定される。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明方法を実施する装置の構成を示す図である。
【図２】実施例１における管路の諸元を示す図である。
【図３】実施例２における管路の諸元を示す図である。
【図４】実施例２における管路の諸元を示す図である。
【図５】実施例２における管路の諸元を示す図である。
【図６】実施例３における管路の諸元を示す図である。
【図７】実施例３における管路の諸元を示す図である。
【図８】実施例３における管路の諸元を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１...管路、２...流体流入管、３...流体流出管、４１，４２，４３，４４...開閉弁、４５...入口調節弁、４６...出口調節弁、５...流体供給管、６...流体排出管、７１，７２...流量計、７３，７４...光ファイバセンサ、７５...パソコン。
【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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