(57)【要約】【課題】本発明の主な目的は、  本発明の主な目的は、金属製の中大口径管または樹脂管路の漏水音に対して感度が高い管内音検知装置を提供することである。【解決手段】本発明にかかる管内音検知装置２００は、地中に埋設された管網１１０における漏水位置を探知する管内音検知装置２００であって、ハウジング２４０と、ハウジング２４０内に設けられた振動センサ２１０と、を含み、振動センサ２１０は、圧電素子を含む圧電部２０１および振動を伝達する振動板２０５を含み、振動板２０５は、水の音響インピーダンスに対して音響インピーダンス比が３以下となるよう形成されたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設された管路における漏水位置を探知する管内音検知装置であって、
筐体と、
前記筐体内に設けられた振動センサと、を含み、
前記振動センサは、圧電素子を含む圧電部および振動を伝達する振動板を含み、
前記振動板は、水の音響インピーダンスに対して音響インピーダンス比が３以下となるよう形成された、管内音検知装置。
【請求項２】
地中に埋設された管路における漏水位置を探知する管内音検知装置であって、
筐体と、
前記筐体内に設けられた振動センサと、を含み、
前記振動センサは、圧電素子を含む圧電部および振動を伝達する振動板を含み、
前記振動板に対する圧電部の断面積比から、圧電部に対する振動板の音響インピーダンス比を減算した結果の絶対値が１以上９以下となるよう振動板および圧電部が形成された、管内音検知装置。
【請求項３】
地中に埋設された管路における漏水位置を探知する管内音検知装置であって、
筐体と、
前記筐体内に設けられた振動センサと、を含み、
前記振動センサは、圧電素子を含む圧電部および振動を伝達する振動板を含み、
前記振動板は、水の音響インピーダンスに対して音響インピーダンス比が３以下となるよう形成され、かつ
前記振動板に対する圧電部の断面積比から、圧電部に対する振動板の音響インピーダンス比を減算した結果の絶対値が１以上９以下となるよう振動板および圧電部が形成された、管内音検知装置。
【請求項４】
前記振動板と、前記振動センサとの固有振動数の差が、０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下の範囲内である、請求項１から３のいずれか１項に記載の管内音検知装置。
【請求項５】
前記振動板は、板状からなる、請求項１から４のいずれか１項に記載の管内音検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設された水道管路における漏水を探知するために使用される管内音検知装置に関する。
【０００２】
従来、配管の漏れの位置を決定する方法として、センサにより振動を検知し、検知された信号から相互相関関数を生成し、音響の伝搬速度を用いて異常音発生位置を特定する方法が存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２０１４−１４９１７９号公報）には、流体漏洩による振動音に対して感度が高く、設置スパンを長くとれるため、より効率的な流体漏洩調査が可能となる漏洩検出器について開示されている。
【０００４】
特許文献１（特開２０１４―１４９１７９号公報）記載の漏洩検出器、漏洩位置特定方法および配管装置においては、流体に接するように配管内部に配置されて流体を伝わる漏洩音を検出する漏洩検出器であって、配管内を流れる流体の振動を電気信号に変換する高分子材料製圧電素子と、圧電素子を両面から挟む１対の電極と、電極と流体との間を絶縁する有機材料製絶縁体とを備えていることを特徴とする漏洩検出器である。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００５―２８３１６９号公報）には、水道管路が大口径管路であっても、又、樹脂管路であっても、極めて微弱な漏水音を効果的に捕捉することができる漏水音検出装置について開示されている。
【０００６】
特許文献２（特開２００５―２８３１６９号公報）記載の漏水音検出装置においては、周壁部を下方に向かって漸次拡径させ、下端部を開口端とした集音部と、筐体内の下端部に圧電素子を配設し、筐体の下端部に前記集音部の上端部を固着した本体部と、下部筐体と上部筐体との間に弾性材料からなる緩衝部材を介在させた接続部と、前記接続部を水道管路の適宜個所に装着する接手部と、から構成したことを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１４９１７９号公報
【特許文献２】特開２００５―２８３１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、上水道またはガス管等の老朽化が進み、欠陥からの流体漏洩が問題となっている。そこで、特許文献１（特開２０１４−１４９１７９号公報）または特許文献２（特開２００５―２８３１６９号公報）に記載の方法を適用して、漏水音を検知し、欠陥位置を特定することが考えられる。
【０００９】
特に、特許文献１（特開２０１４−１４９１７９号公報）においては、配管内部に配置されて流体を伝わる漏水音を検出する漏洩検出器であって、消火栓の取水口に取り付けることを特徴とするものである。
【００１０】
特許文献１記載の漏洩検出器は、充分な効果を奏するものの、配管内部の流体、特に、中大口径の微弱な漏水音を検知するのに十分な感度ではなかった。
さらに、特許文献２（特開２００５―２８３１６９号公報）においては、筐体の下端部に漸次拡径し、下端部を開口端とした金属製の集音部を備えた漏水検出装置である。
しかしながら、水中には低周波の音がよく伝わるため、圧電部を水に浸漬させた場合に集音部の固有振動数と一致しないために十分な感度が得られないという課題があった。また、低周波での感度が十分でないということと集音部が金属製であったために、水との音響インピーダンスと差があり、圧電部に入力される振動が集音部で反射されてしまい、感度が十分ではなかった。
【００１１】
以上のように、地中の水道管路がダクタイル鋳鉄管等の金属製の中大口径管または樹脂管路の漏水音に対しては、高い感度で検知することが困難であり問題となっていた。
【００１２】
本発明の主な目的は、金属製の中大口径管または樹脂管路の漏水音に対して感度が高い管内音検知装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、金属製の中大口径管または樹脂管路の漏水音に対して感度が高く、特に周波数帯０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下における最大感度を向上させ、さらに設置スパンを長く取れる効率的な漏水調査を可能とする管内音検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）
一局面に従う管内音検知装置は、地中に埋設された管路における漏水位置を探知する管内音検知装置であって、筐体と、筐体内に設けられた振動センサと、を含み、振動センサは、圧電素子を含む圧電部および振動を伝達する振動板を含み、振動板は、水の音響インピーダンスに対して音響インピーダンス比が３以下となるよう形成されたものである。
【００１５】
この場合、水の音響インピーダンスに対して音響インピーダンス比を３以下となるよう、振動板を形成することにより、容易に漏水音を検知することができる。特に、漏水音に対する感度を高くすることができる。
【００１６】
ここで、感度が高いとは、検証判定値である０．３５Ｖ以上であることを意味する。
【００１７】
（２）
他の局面に従う管内音検知装置は、地中に埋設された管路における漏水位置を探知する管内音検知装置であって、筐体と、筐体内に設けられた振動センサと、を含み、振動センサは、圧電素子を含む圧電部および振動を伝達する振動板を含み、振動板に対する圧電部の断面積比から、圧電部に対する振動板の音響インピーダンス比を減算した結果の絶対値が１以上９以下となるよう振動板および圧電部が形成されたものである。
【００１８】
この場合、振動板に対する圧電部の断面積比から、圧電部に対する振動板の音響インピーダンス比を減算した結果の絶対値が１以上９以下となるよう、振動板および圧電部が形成されるため、振動板に入力された漏水音が圧電部に確実に伝達される。
【００１９】
その結果、容易に漏水音を検知することができる。特に、漏水音に対する感度を高くすることができる。
【００２０】
（３）
さらに他の局面に従う管内音検知装置は、地中に埋設された管路における漏水位置を探知する管内音検知装置であって、筐体と、筐体内に設けられた振動センサと、を含み、振動センサは、圧電素子を含む圧電部および振動を伝達する振動板を含み、振動板は、水の音響インピーダンスに対して音響インピーダンス比が３以下となるよう形成され、かつ振動板に対する圧電部の断面積比から、圧電部に対する振動板の音響インピーダンス比を減算した結果の絶対値が１以上９以下となるよう振動板および圧電部が形成されたものである。
【００２１】
この場合、水の音響インピーダンスに対して音響インピーダンス比を３以下となるよう、振動板を形成することにより、容易に漏水音を検知することができ、さらに、振動板に対する圧電部の断面積比から、圧電部に対する振動板の音響インピーダンス比を減算した結果の絶対値が１以上９以下となるよう、振動板および圧電部が形成されるため、振動板に入力された漏水音が圧電部に確実に伝達させることができる。
【００２２】
その結果、容易に漏水音を検知することができる。特に、漏水音に対する感度を高くすることができる。
【００２３】
ここで、感度が高いとは、検証判定値である０．３５Ｖ以上であることを意味する。
【００２４】
（４）
第４の発明にかかる管内音検知装置は、一局面からさらに他の局面に従う管内音検知装置において、振動板と、振動センサとの固有振動数の差が、０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下の範囲内であってもよい。
【００２５】
この場合、振動板と振動センサとの固有振動数の差を０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下の範囲内に設定することにより、振動板から伝達される振動を圧電部に効率よく伝達することができる。その結果、感度を高めることができる。
【００２６】
（５）
第４の発明にかかる管内音検知装置は、一局面から第３の発明にかかる管内音検知装置において、振動板は、板状からなってもよい。
【００２７】
振動板が、板状からなることで、漏水音の減少を抑制することができる。
【００２８】
（Ａ）
第Ａの発明にかかる管内音検知装置は、一局面から第５の発明にかかる管内音検知装置において、振動センサは、筐体内において発泡体で保持され、振動センサが筐体内で浮いた状態であってもよい。
【００２９】
この場合、振動センサが筐体内において浮いた状態であるため、筐体の振動を検知することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】管内音検知装置を含む異常音の発生位置特定装置の一例を示す模式図である。
【図２】本実施例および比較例において実施した管内音検知装置の感度調査の一例を示す模式図である。
【図３】実施例１の結果の一例を示す図である。
【図４】実施例２の結果の一例を示す図である。
【図５】実施例３の結果の一例を示す図である。
【図６】実施例４の結果の一例を示す図である。
【図７】比較例１の結果の一例を示す図である。
【図８】比較例２の結果の一例を示す図である。
【図９】比較例３の結果の一例を示す図である。
【図１０】実験結果一覧の一例を示す図である。
【図１１】音響インピーダンスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３２】
＜管内音検知装置２００の説明＞
図１は、管内音検知装置２００を含む異常音の発生位置特定装置の一例を示す模式図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施の形態にかかる管内音検知装置２００は、管網１１０の消火栓接合部位１１０Ａに取り付けられる。
【００３４】
また、漏水音検出装置２００は、振動センサ２１０、緩衝材２３０、ハウジング２４０、消火栓接合部２５０、センサーケーブル２６０、データロガー２９０を含む。
【００３５】
また、振動センサ２１０は、圧電部２０１および振動板２０５を含む。
また、本実施の形態にかかる管網１１０は、ダクタイル鋳鉄管からなる。管網１１０は、直径３００（φ３００）ｍｍからなる。
【００３６】
漏水音検出装置２００のハウジング２４０内の中央部に振動センサ２１０が設けられ、ハウジング２４０と振動センサ２１０との間に緩衝材２３０が設けられる。すなわち、ハウジング２４０内に振動センサ２１０が緩衝材２３０で固定される。その結果、ハウジング２４０内壁と振動センサ２１０の外壁とが緩衝材２３０により離間した状態（浮いた状態）に形成される。
【００３７】
なお、緩衝材２３０は、衝撃を緩和するものであればよく、例えば、発泡体等であることが好ましい。具体的には、ポリエチレンフォーム等が好ましい。
【００３８】
また、管内音検知装置２００は、ハウジング２４０の下端部に、消火栓接合部２５０を含む。消火栓接合部２５０により消火栓接合部位１１０Ａに対して管内音検知装置２００を取り付けることができる。
【００３９】
（振動センサ２１０の内部構造）
また、振動センサ２１０の一端側には、振動板２０５が設けられている。振動板２０５は、圧電部２０１と接続されている。
【００４０】
本実施の形態においては、振動板２０５が主にアクリル樹脂、ポリエチレンの合成樹脂から形成される。この選定の詳細については、後述する。
また、圧電部２０１の筐体は、ステンレス鋼（以下、ＳＵＳと略記する）からなる。なお、本実施の形態においては、図示していないが、圧電部には、薄膜電極および圧電素子（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））等が収容されている。
【００４１】
本実施の形態においては、振動センサ２１０の他端側にセンサーケーブル２６０の一端側が接続されており、センサーケーブル２６０の他端側にデータロガー２９０が接続される。
【００４２】
（振動センサ２１０の漏水音検出）
管網１１０内で、漏水が発生した場合、漏水により発生する振動を管内音検知装置２００が捉える。
【００４３】
漏水による振動が、管内音検知装置２００の振動センサ２１０の圧電部２０１により検出される。圧電部２０１の圧力変動が、電荷信号に変換され、漏水音検知装置２００と繋がれたデータロガー２９０に送信され、かつ記録される。
【００４４】
また、記録されたデータは、データロガー２９０から無線によって相関器（図示せず）に伝送される。
【００４５】
（管内音検知装置２００における音響インピーダンス）
音響インピーダンスの特性から音の伝播は由来しており、音響インピーダンスの近い物質間では、音は伝播しやすい。
【００４６】
水の音響インピーダンスは、１．５×１０６（ｋｇ/ｍ２Ｓ）である。水の音響インピーダンスに対して、金属製の物質として例えば、鉄では、４６．４×１０６（ｋｇ/ｍ２Ｓ）である。その結果、音響インピーダンスに差があるため、音が伝播しにくい物質である。
【００４７】
また、主にアクリル樹脂およびポリエチレン樹脂の合成樹脂製の物質として例えば、アクリル樹脂では、３．１×１０６（ｋｇ/ｍ２Ｓ）である。その結果、振動板２０５の材質を合成樹脂製にすることで水から振動板２０５へ音を伝播させやすくなることを見出した。
【００４８】
また、音響インピーダンスが異なる物質を接続する場合、音響インピーダンス比と逆数となるような断面積にすることで、音の伝播はしやすくなる。
この特長を活かして、振動を捕捉する断面積を大きくするために、上部に比べて下部に音響インピーダンスが小さくなるような構造とした。
例えば、ＳＵＳとアクリル樹脂との場合の音響インピーダンス比は、以下の通りとなる。ＳＵＳ：アクリル樹脂＝４１．６：３．１である。
【００４９】
このとき、断面積比がＳＵＳ：アクリル樹脂＝３．１：４１．６となるように、アクリル樹脂が直径１００ｍｍの円盤形状で形成されている場合、ＳＵＳの断面積がアクリル樹脂に対して直径２７ｍｍの円盤形状にすることで、アクリル樹脂が捕捉した振動は伝播しやすくなる。
【００５０】
また、発明者は、振動板２０５をアクリル樹脂で構成し、圧電部２０１をＳＵＳで構成することを見出した。さらに、発明者は、振動板２０５の接続部分の断面積は、振動板２０５の断面積に比べて小さくすることで、圧電部２０１まで伝播しやすくすることを見出した。
【００５１】
（管内音検知装置２００における固有振動数）
次に、固有振動数について説明を行う。固有振動数については、圧電部２０１と振動板２０５との固有振動数を合わせることで、振動板２０５から伝わる振動を圧電部２０１に感度良く伝えることができる。
圧電部２０１の固有振動数が０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下の範囲内にあることより、振動板２０５の固有振動数も０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下の範囲となるよう設計を行う。
【００５２】
また、管網１１０を伝わる異常音、特に漏水音は、可聴音が多く、中でも１０００Ｈｚ未満が多い。
【００５３】
振動板２０５の固有振動数の設計方法について、以下に説明する。固有振動数は、厚みと直径とから決定される。
【００５４】
振動板２０５の具体的なパラメータは、節直径の数ｎ、節円の数ｓ、振動モードＰａｒ、縦弾性係数Ｅ、厚みｔ、単位面積当たりの質量（Ｋｇ／ｍ２）ρaである。
また、円盤半径Ｒ、厚みｔの場合、円盤の曲げ剛性Ｄは、以下の式で求められる。
【００５５】
Ｄ＝２ＥＲt３／ １２・・・（１）
【００５６】
上記のパラメータより固有振動数ｆｎｓは、以下の式で求められる。
【００５７】
ｆｎｓ＝Ｐａｒ／２πＲ２√（Ｄ／ρa）・・・（２）
【００５８】
また、振動板２０５の固有振動数を低周波にするには、振動板２０５の厚みを変更し、曲げ剛性を変えることが有効である。
【００５９】
本実施の形態においては、振動板２０５の形状について、板状を採用した。なお、先行文献２（特開２００５−２８３１６９号公報）に記載の振動センサ２１０の下端部に漸次拡径し、当該下端部を開口端した金属材料の集音器を備える方法を用いても良い。
【００６０】
しかし、漸次拡径する部分で圧電部２０１に伝播する際に、減衰していくことが考えられるため、板状の振動板２０５を選定することとしている。
【００６１】
（実施例および比較例）
以下、本実施の形態にかかる管内音検知装置２００の感度実験を行った。図２は、本実施例および比較例において実施した管内音検知装置２００の感度調査の一例を示す模式図である。
【００６２】
図２に示すように、管網１１０として、硬質ポリ塩化ビニル管（ＶＰ７５）を用いた。硬質ポリ塩化ビニル管（ＶＰ７５）は地中に埋設した。また、硬質ポリ塩化ビニル管（ＶＰ７５）内の水圧は、０．５ＭＰａとした。管網１１０において、漏れ位置Ｐを形成した。
漏れ位置Ｐは、管内音検知装置２００から５ｍ離れた地点である。また、漏水１０Ｌ／minを発生させた時の結果である。
また、管内音検知装置２００における最大感度が、０．３５Ｖ以上か否かを検証した。
【００６３】
（実施例１）
実施例１においては、固有振動数２３０Ｈｚの振動センサ２１０の下端部にアクリル樹脂の振動板２０５を備えた管内音検知装置２００を用いて漏水実験を行った。実施例１におけるアクリル樹脂は、厚み３ｍｍ、固有振動数２６０Ｈｚ、音響インピーダンス３．１×１０6 Ｋｇ／ ｍ2Ｓ、円盤φ１００ｍｍである。
【００６４】
また、振動板２０５と圧電部２０１との接続部分は、円形のＳＵＳφ３０ｍｍと接続した。
【００６５】
図３は、実施例１の結果の一例を示す図である。
【００６６】
図３に示すように、管内音検知装置２００の漏水実験の結果、実施例１においては、０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下で、最大感度が、０．７２Ｖであった。
【００６７】
このように、実施例１においては、検証判定値である０．３５Ｖよりも大きい感度を示す結果を得ることができた。
【００６８】
以上のことから、実施例１においては、振動板２０５を剛性樹脂製で形成し、かつ圧電部２０１と振動板２０５との断面積をそれぞれの音響インピーダンスに基づいた設計をすることにより、感度向上効果が見られた。
【００６９】
（実施例２）
実施例２においては、実施例１と異なる点についてのみ説明を行う。
【００７０】
実施例２では、固有振動数２３０Ｈｚの振動センサ２１０の下端部にアクリル樹脂の振動板２０５を備えた管内音検知装置２００を用いて漏水実験を行った。実施例２におけるアクリル樹脂は、厚み３ｍｍ、固有振動数２６０Ｈｚ、音響インピーダンス３．１×１０6 Ｋｇ／ ｍ2Ｓ、円盤φ１００ｍｍである。
【００７１】
また、振動板２０５と圧電部２０１との接続部分は、円形のＳＵＳφ４０ｍｍと接続した。
【００７２】
図４は、実施例２の結果の一例を示す図である。
【００７３】
図４に示すように、管内音検知装置２００の漏水実験の結果、実施例２においては、０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下で、最大感度が、０．５１Ｖであった。
【００７４】
このように、実施例２においては、検証判定値である０．３５Ｖよりも大きい感度を示す結果を得ることができた。
【００７５】
以上のことから、実施例２においては、振動板２０５を剛性樹脂製で形成し、かつ圧電部２０１と振動板２０５との断面積をそれぞれの音響インピーダンスに基づいた設計をすることにより、感度向上効果が見られた。
【００７６】
（実施例３）
実施例３においては、実施例１または実施例２と異なる点についてのみ説明を行う。
【００７７】
実施例３では、固有振動数２３０Ｈｚの振動センサ２１０の下端部にアクリル樹脂の振動板２０５を備えた管内音検知装置２２０を用いて漏水実験を行った。実施例３におけるアクリル樹脂は、厚み５ｍｍ、固有振動数４１０Ｈｚ、音響インピーダンス３．１×１０6 Ｋｇ／ ｍ2Ｓ、円盤φ１００ｍｍである。
【００７８】
また、振動板２０５と圧電部２０１の接続部分は、円形のＳＵＳφ３０ｍｍと接続した。
【００７９】
図５は、実施例３の結果の一例を示す図である。
【００８０】
図５に示すように、管内音検知装置２００の漏水実験の結果、実施例３においては、０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下で、最大感度が、０．４２Ｖであった。
【００８１】
このように、実施例３においては、検証判定値である０．３５Ｖよりも大きい感度を示す結果を得ることができた。
【００８２】
以上のことから、実施例３においては、振動板２０５を剛性樹脂製で形成し、かつ圧電部２０１と振動板２０５との断面積をそれぞれの音響インピーダンスに基づいた設計をすることにより、感度向上効果が見られた。
【００８３】
（実施例４）
実施例４においては、実施例１乃至３と異なる点についてのみ説明を行う。
【００８４】
実施例４では、固有振動数２３０Ｈｚの振動センサ２１０の下端部にポリエチレン樹脂の振動板２０５を備えた管内音検知装置２２０を用いて漏水実験を行った。
実施例４におけるポリエチレン樹脂は、厚み３ｍｍ、固有振動数１０５Ｈｚ、音響インピーダンス１．７６×１０6 Ｋｇ／ ｍ2Ｓ、円盤φ１００ｍｍである。
【００８５】
また、振動板２０５と圧電部２０１の接続部分は、円形のＳＵＳφ３０ｍｍと接続した。
【００８６】
図６は、実施例４の結果の一例を示す図である。
【００８７】
図６に示すように、管内音検知装置２００の漏水実験の結果、実施例４においては、０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下で、最大感度が、０．４１Ｖであった。
【００８８】
このように、実施例３においては、検証判定値である０．３５Ｖよりも大きい感度を示す結果を得ることができた。
【００８９】
以上のことから、実施例３においては、振動板２０５を剛性樹脂製で形成し、かつ圧電部２０１と振動板２０５との断面積をそれぞれの音響インピーダンスに基づいた設計をすることにより、感度向上効果が見られた。
【００９０】
（比較例１）
比較例１においては、実施例１乃至４と異なる点についてのみ説明を行う。
【００９１】
比較例１においては、振動センサ２１０の下端部に振動板２０５を備えていない管内音検知装置を用いて漏水実験を行った。
【００９２】
図７は、比較例１の結果の一例を示す図である。
【００９３】
図７に示すように、管内音検知装置の漏水実験の結果、比較例１においては、０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下で、最大感度が、０．１３Ｖであった。
【００９４】
このように、比較例１においては、検証判定値である０．３５Ｖよりも小さい感度を示す結果を得ることができた。
（比較例２）
比較例２においては、実施例１乃至４、比較例１と異なる点についてのみ説明を行う。
【００９５】
比較例２においては、引用文献２（特開２００５−２８３１６９号公報）記載の方法を用いた。具体的には、振動センサ２１０の下端部を漸次拡径し、当該下端部を開口端としたラッパ型のＳＵＳの集音器を備えた管内音検知装置を設置した。集音器は、厚み１ｍｍ、音響インピーダンス４１．６×１０6Ｋｇ／ ｍ2Ｓ、上端部φ１０ｍｍ、下端部φ１００ｍｍ、高さ５０ｍｍである。
【００９６】
また、集音器は、接続部が円形のＳＵＳφ１０ｍｍと接続した。
【００９７】
図８は、比較例２の結果の一例を示す図である。
【００９８】
図８に示すように、管内音検知装置の漏水実験の結果、比較例２においては、０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下で、最大感度が、０．３１Ｖであった。
【００９９】
このように、比較例２においては、検証判定値である０．３５Ｖよりも小さい感度を示す結果を得ることができた。
【０１００】
（比較例３）
比較例３においては、実施例１乃至４、比較例１、２と異なる点についてのみ説明を行う。
比較例２においては、振動センサ２１０の下端部に水に対して音響インピーダンス比が３よりも大きいＳＵＳからなる振動板２０５を備えた管内音検知装置を設置した。
比較例３における振動板２０５は、厚み０．３ｍｍ、固有振動数８１Ｈｚ、音響インピーダンス音響インピーダンス４１．６×１０6Ｋｇ／ ｍ2Ｓ、円盤φ１００ｍｍである。
【０１０１】
図９は、比較例３の結果の一例を示す図である。
【０１０２】
図９に示すように、管内音検知装置の漏水実験の結果、比較例３においては、０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下で、最大感度が、０．２４Ｖであった。
【０１０３】
このように、比較例２においては、検証判定値である０．３５Ｖよりも小さい感度を示す結果を得ることができた。
【０１０４】
（評価）
図１０は、実験結果一覧の一例を示す図である。また、図１１は、音響インピーダンスの一例を示す図である。
【０１０５】
図１０に示すように、水に対する音響インピーダンス比が２．１、１．２の場合、検証判定値である０．３５Ｖよりも高い感度を得ることができることを見出した。
【０１０６】
一方、水に対する音響インピーダンス比が２７．７、無の場合、検証判定値である０．３５Ｖよりも低い感度となることがわかった。
【０１０７】
その結果、実施例１乃至４と比較例１乃至３とを比較すると、水に対する音響インピーダンス比が３以下の場合、検証判定値である０．３５Ｖよりも高い感度を得ることができると推定できる。
【０１０８】
また、図１０に示すように、振動板２０５に対する圧電部２０１の断面積比から、圧電部２０１に対する振動板２０５の音響インピーダンス比を減算した結果が、２．３、７．１、１．２の場合、検証判定値である０．３５Ｖよりも高い感度を得ることができることを見出した。
一方、振動板２０５に対する圧電部２０１の断面積比から、圧電部２０１に対する振動板２０５の音響インピーダンス比を減算した結果が、０、１０．１、無の場合、検証判定値である０．３５Ｖよりも低い感度となることがわかった。
【０１０９】
その結果、実施例１乃至４と比較例１乃至３とを比較すると、振動板２０５に対する圧電部２０１の断面積比から、圧電部２０１に対する振動板２０５の音響インピーダンス比を減算した結果が１以上９以下の場合、検証判定値である０．３５Ｖよりも高い感度を得ることができると推定できる。
【０１１０】
また、図１０に示すように、実施例１乃至４と比較例１乃至３とを比較すると、水に対する音響インピーダンス比が３以下、または振動板２０５に対する圧電部２０１の断面積比から、圧電部２０１に対する振動板２０５の音響インピーダンス比を減算した結果が１以上９以下の場合において、振動板２０５と振動センサ２１０との差が０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下であることが好ましく、５０Ｈｚ以下であることがより好ましく、３０Ｈｚ以下であることがさらに好ましいことを見出した。
【０１１１】
さらに、図１０に示すように、実施例１乃至４と比較例２とを比較すると、水に対する音響インピーダンス比が３以下、または振動板２０５に対する圧電部２０１の断面積比から、圧電部２０１に対する振動板２０５の音響インピーダンス比を減算した結果が１以上９以下の場合において、振動板の形状は、板状であることが好ましいことを見出した。
【０１１２】
また、実施例１乃至４と比較例１とを比較すると、振動板２０５の必要性を確認することができた。
【０１１３】
さらに、実施例１乃至４と比較例２とを比較すると、ラッパ型の集音器は不要であり、振動板２０５の形状と材質とが重要であることを確認することができた。
【０１１４】
最後に、実施例１乃至４と比較例３とを比較すると、漏水による振動の感度に対して、水の音響インピーダンス比が重要であることを確認することができた。
【０１１５】
本発明においては、管内音検知装置２００が「管内音検知装置」に相当し、振動センサ２１０が「振動センサ」に相当し、圧電部２０１が「圧電部」に相当し、振動板２０５が「振動板」に相当する。
【０１１６】
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１１７】
１１０  管網
２００  管内音検知装置
２０１  圧電部
２０５  振動板
２１０  振動センサ
２３０  緩衝材
２４０  ハウジング
２５０  消火栓接合部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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