(57)【要約】【課題】流動体を輸送する配管に設けられたバルブの状態を、簡易な構成により高精度に検出し得るようにする。【解決手段】バルブ状態検出システム１では、配管１１に設けられた各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６に光ファイバ２をそれぞれ複数回巻き付けた。また温度計測装置３は、各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６における接続端距離等を計測箇所テーブルＴＢＬ１に格納し、また閾値を閾値テーブルＴＢＬ２に格納した。これにより温度計測装置３は、光ファイバ２により計測した接続端距離毎の温度を基に、各バルブ１２の上流側温度及び下流側温度をそれぞれ取得でき、さらに閾値との大小関係を判定した結果と合わせてユーザに提示することにより、各バルブ１２の状態をユーザに認識させることができる。【選択図】図１
2019152232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバと、
前記光ファイバの少なくとも一端に接続され、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測する計測部と、
前記光ファイバにおける前記上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、前記光ファイバにおける前記下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、前記バルブの状態を判定する判定部と
を具えることを特徴とするバルブ状態検出装置。
【請求項２】
前記光ファイバは、前記上流側計測箇所及び前記下流側計測箇所の少なくとも一方において、前記配管の外周に巻き付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブ状態検出装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記温度を計測する場合における距離に関する分解能が定められ、
前記光ファイバは、前記上流側計測箇所及び前記下流側計測箇所の少なくとも一方において、前記分解能以上の長さに渡り、前記配管の外周に巻き付けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のバルブ状態検出装置。
【請求項４】
前記光ファイバは、前記上流側計測箇所及び前記下流側計測箇所の少なくとも一方において、前記分解能の２倍以上の長さに渡り、前記配管の外周に巻き付けられている
ことを特徴とする請求項３に記載のバルブ状態検出装置。
【請求項５】
前記上流側計測箇所及び前記下流側計測箇所の少なくとも一方において、前記光ファイバのうち前記配管の外周に巻き付けられた部分を当該配管に押し付ける押付部
をさらに具えることを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載のバルブ状態検出装置。
【請求項６】
閾値を記憶する記憶部
をさらに具え、
前記判定部は、前記下流側温度及び前記閾値の比較結果を基に、前記バルブの状態を判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のバルブ状態検出装置。
【請求項７】
前記バルブは、所定の開閉指示装置から与えられる開放指示又は閉塞指示に従い、前記配管における上流側及び下流側の間を開放し又は閉塞するよう切り替え、
前記判定部は、前記下流側温度及び前記閾値の比較結果と、前記開閉指示装置から取得した前記開放指示又は前記閉塞指示とを基に、前記バルブの状態を判定する
ことを特徴とする請求項６に記載のバルブ状態検出装置。
【請求項８】
前記判定部は、前記開閉指示装置から前記開放指示を取得し、且つ前記閾値に対する前記下流側温度の高低が該閾値に対する前記上流側温度の高低と反対であると判定された場合、当該バルブを異常と判定する
ことを特徴とする請求項７に記載のバルブ状態検出装置。
【請求項９】
前記判定部は、前記開閉指示装置から前記閉塞指示を取得し、且つ前記閾値に対する前記下流側温度の高低が該閾値に対する前記上流側温度の高低と同等であると判定された場合、当該バルブを異常と判定する
ことを特徴とする請求項７に記載のバルブ状態検出装置。
【請求項１０】
前記判定部において前記下流側温度を用いて前記バルブの状態を判定するための条件を記憶する記憶部
をさらに具え、
前記判定部は、前記記憶部から読み出した前記条件及び前記下流側温度を基に、前記バルブの状態を判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のバルブ状態検出装置。
【請求項１１】
前記バルブは、所定の開閉指示装置から与えられる開放指示又は閉塞指示に従い、前記配管における上流側及び下流側の間を開放し又は閉塞するよう切り替え、
前記記憶部は、前記開放指示及び前記閉塞指示とそれぞれ対応付けて前記条件をそれぞれ記憶し、
前記判定部は、前記開閉指示装置から取得した前記開放指示又は前記閉塞指示と対応付けられて前記記憶部に記憶されている前記条件及び前記下流側温度を基に、前記バルブの状態を判定する
ことを特徴とする請求項１０に記載のバルブ状態検出装置。
【請求項１２】
流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバの少なくとも一端に接続された計測部により、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測する計測ステップと、
所定の判定部により、前記光ファイバにおける前記上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、前記光ファイバにおける前記下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、前記バルブの状態を判定する判定ステップと
を有することを特徴とするバルブ状態検出方法。
【請求項１３】
情報処理装置に対し、
流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバの少なくとも一端に接続された計測部により、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測させる計測ステップと、
所定の判定部により、前記光ファイバにおける前記上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、前記光ファイバにおける前記下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、前記バルブの状態を判定する判定ステップと
を実行させるためのバルブ状態検出プログラム。
【請求項１４】
流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバと、
前記光ファイバの少なくとも一端に接続され、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測する計測部と、
前記光ファイバにおける前記上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、前記光ファイバにおける前記下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、前記バルブの状態を判定する判定部と、
前記判定部により前記バルブの状態を判定した結果を基に、当該バルブの状態を提示する提示部と
を具えることを特徴とするバルブ状態検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバルブ状態検出装置、バルブ状態検出方法及びバルブ状態検出プログラム並びにバルブ状態検出システムに関し、例えば工場や発電所等の配管に設けられたバルブの状態を検出する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場や発電所等では、液体や気体のような流動性を有する媒体（以下これを流動体と呼ぶ）を効率良く輸送する目的で、配管が広く用いられている。また配管は、開閉式のバルブが設けられることにより、当該バルブの開放時に流動体を流動させ、また当該バルブの閉塞時にその流動を停止させることができる。
【０００３】
バルブは、例えば弁箱と呼ばれる筐体内に形成された流動体の流路に対し、弁体と呼ばれる部品を変位や回転等させることにより、開放又は閉塞される。このバルブは、例えば作業者に所定のハンドルを回転操作させることにより、或いは所定のアクチュエータ等を作動させることにより、弁体を変位や回転させて、開放又は閉塞することができる。
【０００４】
しかしながら、バルブは使用に伴って構成部品の摩耗等が生じることにより、開放又は閉塞を正常に行い得なくなる場合がある。例えばバルブでは、作業者の作業や制御に従って弁体を「閉塞」の状態に変位や回転等させたとしても、弁箱及び弁体の間に隙間が生じ、流動体の一部を流動させてしまう場合、いわゆる「漏れ」が生じる場合がある。
【０００５】
またバルブは、強度やコスト等の観点から、弁箱が金属等の不透明な材料により構成される場合が多い。該バルブと接続される配管についても、同様の理由により金属等の不透明な材料により構成される場合が多い。このためバルブでは、「漏れ」が発生しているか否かを確認することが困難であった。さらに工場や発電所等では、広い範囲に散在するように多数のバルブを設置する場合が多く、仮にこれらを作業者が移動しながら確認したのでは作業効率が極めて低くなってしまう。
【０００６】
これに対し、サーミスタ等の温度計測素子を用いた温度測定装置により精度良く温度を計測する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この温度測定装置では、温度計測素子に接続された検出部により温度を検出し、検出した温度を所定の表示部に表示するようになっている。また温度測定装置では、電気を用いる性質上、温度計測素子から表示部までの距離を比較的大きく引き離すことも可能となる。
【０００７】
そこで、工場や発電所等では、例えば配管内を流れる流動体の温度が周囲の気温と大きく異なる場合に、バルブの下流側に位置する配管に温度測定装置の温度計測素子を取り付けることが考えられる。この場合、温度測定装置により測定された温度を基に、バルブにおける流動体の漏れが発生しているか否か等を判断すること、すなわちバルブの状態を判断することも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−４２９３８号公報（第１図等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、一般に工場や発電所等では、多くの配管やバルブが用いられており、例えば数百や数千のように多くのバルブが用いられる場合もある。このため、この工場や発電所等では、各バルブに対応付けてそれぞれ温度計測素子を取り付けた上で、温度測定装置の表示部等を設置する管理室等まで各温度計測素子からの配線を敷設する必要が生じる。
【００１０】
このため、このような温度測定装置を用いる場合、各バルブに対応付けて設けられた多数の温度計測素子に接続される多数の配線について、敷設作業や維持管理に膨大な手間を要する、という問題があった。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、流動体を輸送する配管に設けられたバルブの状態を、簡易な構成により高精度に検出し得るバルブ状態検出装置、バルブ状態検出方法及びバルブ状態検出プログラム並びにバルブ状態検出システムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明のバルブ状態検出装置においては、流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバと、光ファイバの少なくとも一端に接続され、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測する計測部と、光ファイバにおける上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、光ファイバにおける下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、バルブの状態を判定する判定部とを設けるようにした。
【００１３】
また本発明のバルブ状態検出方法においては、流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバの少なくとも一端に接続された計測部により、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測する計測ステップと、所定の判定部により、光ファイバにおける上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、光ファイバにおける下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、バルブの状態を判定する判定ステップとを有するようにした。
【００１４】
さらに本発明のバルブ状態検出プログラムにおいては、情報処理装置に対し、流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバの少なくとも一端に接続された計測部により、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測させる計測ステップと、所定の判定部により、光ファイバにおける上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、光ファイバにおける下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、バルブの状態を判定する判定ステップとを実行させるようにした。
【００１５】
さらに本発明のバルブ状態検出システムにおいては、流動体を配管の上流側から下流側へ流すか否かを切り替えるバルブの上流側において当該配管から温度が伝達される上流側計測箇所と、当該バルブの下流側において当該配管から温度が伝達される下流側計測箇所とを通る経路に沿って配置された光ファイバと、光ファイバの少なくとも一端に接続され、当該光ファイバに所定の散乱光を入射させて得られた戻り光を基に、当該光ファイバにおける当該一端からの距離ごとの温度を計測する計測部と、光ファイバにおける上流側計測箇所に相当する距離での温度である上流側温度と、光ファイバにおける下流側計測箇所に相当する距離での温度である下流側温度とを基に、バルブの状態を判定する判定部と、判定部によりバルブの状態を判定した結果を基に、当該バルブの状態を提示する提示部とを設けるようにした。
【００１６】
本発明は、配管の上流側計測箇所及び下流側計測箇所を通る経路に沿って光ファイバを配置し、該光ファイバにおける一端からの距離ごとの温度を計測し、得られた計測結果のうち上流側計測箇所及び下流側計測箇所に相当する距離の温度を取得する。これにより本発明は、比較的少数の光ファイバを用いてバルブの上流側及び下流側における温度をそれぞれ取得でき、これを基にバルブの状態を判定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流動体を輸送する配管に設けられたバルブの状態を、簡易な構成により高精度に検出し得るバルブ状態検出装置、バルブ状態検出方法及びバルブ状態検出プログラム並びにバルブ状態検出システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バルブ状態検出システムの全体構成を示す略線図である。
【図２】第１の実施の形態によるバルブ状態検出システムの構成を示すブロック図である。
【図３】バルブの構成を示す略線的断面図である。
【図４】計測箇所における光ファイバの巻付及び固定を示す略線図である。
【図５】温度計測装置の構成を示すブロック図である。
【図６】接続端からの距離と温度変化との関係を示す略線図である。
【図７】計測箇所テーブルの構成を示す略線図である。
【図８】閾値テーブルの構成を示す略線図である。
【図９】第１の実施の形態によるバルブ状態検出処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態によるバルブ状態検出システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】判定条件テーブルの構成を示す略線図である。
【図１２】第２の実施の形態によるバルブ状態検出処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。
【００２０】
［１．第１の実施の形態］
［１−１．バルブ状態検出システムの構成］
図１に示すように、第１の実施の形態によるバルブ状態検出システム１は、発電所１０に設けられており、主に光ファイバ２、温度計測装置３及び管理装置４により構成されている。このうち温度計測装置３及び管理装置４は、ネットワーク５を介して相互に接続されている。ネットワーク５は、例えばルータやハブのような種々のネットワーク機器（図示せず）によって構成されており、接続された機器の間で相互に情報を送受信することができる。
【００２１】
発電所１０は、例えば火力発電所であり、その施設内に、冷却水等の液体や蒸気等の気体（以下、両者をまとめて流動体と呼ぶ）を輸送するための配管１１が張り巡らされている。また発電所１０には、配管１１の随所に開閉可能なバルブ１２が多数設けられると共に、各バルブ１２の開閉を制御する開閉指示装置１３が設けられている。
【００２２】
光ファイバ２は、例えば１［ｋｍ］のような比較的長い全長を有しており、その一部が配管１１に沿って敷設されている。また光ファイバ２は、各バルブ１２の上流側及び下流側それぞれにおける当該バルブ１２の近傍において、配管１１の近傍を通るような経路に沿って配置されており、具体的には該配管の周囲に複数回巻き付けられている。この光ファイバ２の一端（以下これを接続端２Ａと呼ぶ）は、温度計測装置３に接続されている。
【００２３】
情報処理装置としての温度計測装置３は、図２に模式的なブロック図を示すように、その内部に計測制御部２１、記憶部２２，通信部２３及び温度計測部２４を有している。このうち計測制御部２１は、例えば図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している。計測制御部２１は、ＣＰＵによりＲＯＭ等から所定のプログラムを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら実行することにより、種々の処理を実行し、また例えば判定部３１及び通知部３２（詳しくは後述する）のような複数の機能ブロックを内部に形成する。
【００２４】
記憶部２２は、例えばハードディスクドライブやフラッシュメモリ等のような不揮発性の情報記憶媒体であり、種々の情報を記憶する。この記憶部２２には、例えばバルブ１２に関する情報や、配管１１を流れる流動体の温度に関する情報等が記憶される。通信部２３は、例えばＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．３ｕ／ａｂ／ａｎ／ａｅ等の規格に準拠した有線ＬＡＮ（Local Area Network）に準拠したインタフェースとなっており、ネットワーク５との間で種々の情報を送受信することができる。
【００２５】
温度計測部２４は、光ファイバ２に対し接続端２Ａから所定周波数の散乱光を入射させ、該光ファイバ２から戻ってくる光を受光して所定の信号処理や演算処理等を行う。これにより温度計測部２４は、光ファイバ２における、接続端２Ａからの距離ごとの温度を計測することができる（詳しくは後述する）。
【００２６】
管理装置４は、一般的なコンピュータ装置と同様に構成されており、その内部に制御部４１、通信部４３、表示部４４及び操作部４５を有している。制御部４１は、温度計測装置３の計測制御部２１と同様、図示しないＣＰＵやＲＯＭ及びＲＡＭ等を有しており、該ＲＯＭや図示しない記憶部等から種々のプログラムを読み出して実行することにより、種々の処理を行う。
【００２７】
通信部４３は、温度計測装置３の通信部２３と同様、例えばＩＥＥＥ８０２．３ｕ／ａｂ等の有線ＬＡＮ、或いはＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ等の無線ＬＡＮに準拠したインタフェースとなっており、ネットワーク５との間で種々の情報を送受信することができる。すなわち管理装置４は、通信部４３及びネットワーク５を介して、温度計測装置３との間で種々の情報を送受信することができる。
【００２８】
提示部としての表示部４４は、例えば液晶パネルでなり、制御部４１の制御に基づき、文字や図形、或いは画像等により、種々の情報を表示する。操作部４５は、例えばキーボード及びタッチパッドであり、ユーザによる文字入力や位置指定等の操作を受け付けて制御部４１に通知する。
【００２９】
［１−２．バルブの構成及び光ファイバの巻付］
バルブ１２は、図３（Ａ）に模式的な断面図を示すように、弁箱部５１を中心に構成されている。弁箱部５１は、その内部に弁箱空間５１Ｓを形成すると共に、該弁箱部５１を挟んで互いに反対側に、何れも管状の第１接続部５２及び第２接続部５３がそれぞれ設けられている。
【００３０】
弁箱部５１の弁箱空間５１Ｓは、第１接続部５２の内部に形成された第１接続空間５２Ｓ及び第２接続部５３の内部に形成された第２接続空間５３Ｓと何れも連通している。因みにバルブ１２では、第１接続部５２側が上流側となっており、流動体が流入される。またバルブ１２では、第２接続部５３側が下流側となっており、上流側から流入してきた流動体を流出させる。
【００３１】
また弁箱空間５１Ｓ内には、弁体５４が設けられている。この弁体５４は、弁棒５５を介して駆動部５６に取り付けられている。駆動部５６は、内部に図示しないアクチュエータが組み込まれており、開閉指示装置１３（図２）から供給される開閉指示、すなわち開放指示又は閉塞指示に従ってこのアクチュエータを作動させることにより、弁棒５５及び弁体５４を図の上下方向へ変位させることができる。
【００３２】
例えばバルブ１２は、駆動部５６により弁棒５５と共に弁体５４を図の下方へ変位させた場合（図３（Ａ））、弁箱空間５１Ｓと第１接続空間５２Ｓとの接続部分を塞いだ状態となる。このときバルブ１２は、仮に第１接続部５２に接続された配管１１（図１等）から流動体が流れてきたとしても、これを弁体５４により堰き止め、第２接続空間５３Ｓ内や第２接続部５３に接続された配管１１へは流さない。以下、バルブ１２のこのような状態を閉塞状態と呼ぶ。
【００３３】
一方、バルブ１２は、例えば図３（Ｂ）に示すように、駆動部５６により弁棒５５と共に弁体５４を図の上方へ変位させた場合、弁箱空間５１Ｓと第１接続空間５２Ｓとの接続部分を開放し、両者を連通させた状態となる。このときバルブ１２は、仮に第１接続部５２に接続された上流側の配管１１（図１等）から流動体が流入されると、これを弁箱空間５１Ｓ内及び第２接続空間５３Ｓ内へ流し、第２接続部５３に接続された配管１１へ流出させることができる。以下、バルブ１２のこのような状態を開放状態と呼ぶ。
【００３４】
ところで、配管１１（図２）におけるバルブ１２の上流側であって、該バルブ１２に近接した箇所（以下これを上流側計測箇所１５と呼ぶ）には、光ファイバ２が巻き付けられている。また配管１１におけるバルブ１２の下流側であって、該バルブ１２に近接した箇所（以下これを下流側計測箇所１６と呼ぶ）にも、光ファイバ２が巻き付けられている。
【００３５】
上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６では、配管１１の外周に、該配管１１に密接させるようにして、それぞれ光ファイバ２が複数回巻き付けられている。光ファイバ２は、上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６に巻き付けられた部分の長さが、それぞれ２［ｍ］以上となっている。
【００３６】
さらに図４（Ａ）外観図を示すと共に図４（Ｂ）に断面図を示すように、上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６には、配管１１の外周に巻き付けられた光ファイバ２のさらに外側に、固定部材１７が取り付けられている。押付部としての固定部材１７は、例えば耐熱性を有するゴムによって構成されており、光ファイバ２を配管１１の外周に押し付けて確実に当接させ、該配管１１の温度を該光ファイバ２へ良好に伝達させることができる。
【００３７】
因みにバルブ状態検出システム１（図１）では、発電所１０に設けられた複数のバルブ１２におけるそれぞれの上流側（上流側計測箇所１５）及び下流側（下流側計測箇所１６）に対し、１本の光ファイバ２における接続端２Ａからの距離が異なる複数の箇所が、それぞれ巻き付けられている。
【００３８】
［１−３．温度計測装置による温度の計測原理］
ところで温度計測装置３は、本願の出願人らにより非特許文献１及び特許文献２等に開示された原理を利用して、光ファイバ２を用いて温度を計測するようになっている。
【００３９】
【非特許文献１】小泉  健吾、村井  仁、”ＯＫＩテクニカルレビュー  第２２６号  Ｖｏｌ．８２  Ｎｏ．２  Ｐ．３２−３５”、［online］、平成２７年１２月、沖電気工業株式会社、［平成３０年２月２３日検索］、インターネット＜URL: https://www.oki.com/jp/otr/2015/n226/pdf/otr226_r14.pdf＞
【特許文献２】特開２０１７−１５６２８９号公報
【００４０】
ここでは、温度計測装置３による温度の計測原理について、図５に示す温度計測装置１００を例に説明する。この温度計測装置１００は、光ファイバを用いて種々の物理量を計測する分布型光ファイバセンシングのうち、光ファイバの一端から光パルスを入射し、光ファイバ中で後方散乱された光を時間に対して測定する時間領域リフレクトメトリ（ＯＴＤＲ：Optical Time Domain Reflectometry）を用いる。光ファイバ中の後方散乱には、レイリー散乱、ブリルアン散乱及びラマン散乱がある。このうち自然ブリルアン散乱を測定するものは、ＢＯＴＤＲ（Brillouin OTDR）と呼ばれる。
【００４１】
ブリルアン散乱は、光ファイバに入射される光パルスの中心周波数に対して、ストークス側及び反ストークス側にＧＨｚ程度のオーダーで周波数シフトした位置に観測される。このブリルアン散乱のスペクトルは、ブリルアン利得スペクトル（ＢＧＳ：Brillouin Gain Spectrum）と呼ばれる。ＢＧＳの周波数シフト及びスペクトル線幅は、それぞれブリルアン周波数シフト（ＢＦＳ：Brillouin Frequency Shift）及びブリルアン線幅と呼ばれる。ＢＦＳ及びブリルアン線幅は、光ファイバの材質および入射光波長によって異なる。このＢＦＳは、歪みと温度に対して依存性を持っている。
【００４２】
さらに温度計測装置１００は、光の周波数変化をコヒーレント検波により与えられるビート信号の位相差として測定することにより、時間及び位相の２次元の情報を取得する、自然ブリルアン散乱光を用いている。具体的には、自己遅延ヘテロダイン型のＢＯＴＤＲ（ＳＤＨ−ＢＯＴＤＲ：Self-Delayed Heterodyne BOTDR）の技術を用いて、光の周波数変化をコヒーレント検波により与えられるビート信号の位相差として測定することにより、時間及び位相の２次元の情報を取得する。このＳＤＨ−ＢＯＴＤＲでは、周波数掃引を必要としないため、３次元の情報を取得する場合と比較して、測定時間の短縮が可能となっている。
【００４３】
具体的に温度計測装置１００は、主に光源部１１０、サーキュレータ１２０、光増幅器１３１、自己遅延ヘテロダイン干渉計１４０、周波数シフト量取得部１６０、信号強度取得部１７０、信号処理装置１８０及びタイミング制御器１９０により構成されている。
【００４４】
光源部１１０は、連続光を生成する周波数安定化狭線幅光源１１１と、この連続光から光パルスを生成する光パルス発生器１１２とを有している。光パルス発生器１１２は、周知の音響光学（ＡＯ：Acoustic Optical）変調器又は電気光学（ＥＯ：Electric Optical）変調器により構成される。光パルス発生器１１２は、タイミング制御器１９０で生成された電気パルスに応じて、連続光から光パルスを生成する。この光パルスの繰り返し周期は、光ファイバ１０２を光パルスが往復するのに要する時間よりも長く設定される。光パルス発生器１１２は、この光パルスをプローブ光としてサーキュレータ１２０へ供給する。
【００４５】
光源部１１０から出力されたプローブ光は、サーキュレータ１２０を経て、光ファイバ１０２の接続端１０２Ａに入射される。この光ファイバ１０２からの戻り光、具体的に後方散乱光は、サーキュレータ１２０を経て、光増幅器１３１により増幅され、光バンドパスフィルタ１３２に送られる。光バンドパスフィルタ１３２は、１０［ＧＨｚ］程度の透過帯域を有しており、自然ブリルアン散乱光のみを透過して自己遅延ヘテロダイン干渉計１４０へ送る。
【００４６】
自己遅延ヘテロダイン干渉計１４０は、局発電気信号源１４１、分岐部１４２、光周波数シフタ部１４３、遅延部１４４、合波部１４５及びコヒーレント検波部１５０により構成される。このうち局発電気信号源１４１は、周波数ｆＡＯＭ（例えば数十［ＭＨｚ］程度）の電気信号（以下これを第２電気信号とも呼ぶ）を生成し、これを光周波数シフタ部１４３及びミキサー部１６１に供給する。
【００４７】
分岐部１４２は、光バンドパスフィルタ１３２から受け取った後方ブリルアン散乱光を、第１光路の光周波数シフタ部１４３及び第２光路の遅延部１４４に２分岐してそれぞれに供給する。光周波数シフタ部１４３は、局発電気信号源１４１から供給される周波数ｆＡＯＭの電気信号を用い、第１光路を伝播する光に周波数ｆＡＯＭの周波数シフトを与えて合波部１４５に送る。遅延部１４４は、第２光路を伝播する光に時間τの遅延を与え、合波部１４５に送る。合波部１４５は、第１光路及び第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成し、これをコヒーレント検波部１５０へ送る。
【００４８】
コヒーレント検波部１５０は、バランス型フォトダイオード（ＰＤ）１５１及びＦＥＴ増幅器１５２により構成されており、合波光をヘテロダイン検波してビート信号を生成し、これを第１電気信号として周波数シフト量取得部１６０及び信号強度取得部１７０に供給する。
【００４９】
周波数シフト量取得部１６０のミキサー部１６１は、コヒーレント検波部１５０から供給される第１電気信号と、局発電気信号源１４１から供給される第２電気信号とをホモダイン検波し、ホモダイン信号を生成してローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６２へ供給する。ローパスフィルタ１６２は、ホモダイン信号の高周波成分を除去することにより、周波数シフト量を生成し、これを信号処理装置１８０へ供給する。
【００５０】
信号強度取得部１７０は、２乗回路１７１、ＬＰＦ１７２及び１／２乗回路１７３を有しており、コヒーレント検波部１５０から供給されるビート信号に対して包絡線検波を行うことにより、該ビート信号の強度δＰＢ／ＰＢを生成し、これを信号処理装置１８０へ供給する。
【００５１】
信号処理装置１８０は、周波数シフト量取得部１６０により生成された周波数シフト量と、信号強度取得部１７０により生成された強度と、予め取得しておいた種々の係数とを用いて、次の（１）式に示す光ファイバ中の歪みδε及び（２）式に示す温度変化δＴを算出する。
【００５２】
【数１】
2019152232.tif 000003
【００５３】
【数２】
2019152232.tif 000004
【００５４】
ただし信号処理装置１８０は、（１）式及び（２）式に用いられる係数のうち、光ファイバ中の後方ブリルアン散乱における周波数シフトの歪み依存係数Ｃνε、温度依存係数ＣνＴ、及び後方ブリルアン散乱における散乱係数の歪み依存係数ＣＰε及び温度依存係数ＣＰＴを予め取得している。
【００５５】
この（２）式を基に、温度変化δＴと接続端からの距離との関係をグラフ化すると、例えば図６のように表すことができる。すなわち温度計測装置１００は、得られた信号を基に、光ファイバ１０２における接続端からの距離ごとの温度変化δＴを得ることができる。
【００５６】
［１−４．計測箇所及び閾値の記憶］
ところでバルブ状態検出システム１（図１）では、上述したように、光ファイバ２の一部が、配管１１における各バルブ１２の上流側及び下流側に設けられた計測箇所、具体的には上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６において、該配管１１にそれぞれ巻き付けられている。
【００５７】
温度計測装置３は、光ファイバ２のうち該配管１１に巻き付けられている部分の位置、すなわち接続端２Ａからの距離が予め計測されており、この距離を各バルブ１２に関する情報と対応付けて記憶部２２に記憶している。
【００５８】
具体的に記憶部２２は、図７に示す計測箇所テーブルＴＢＬ１を記憶している。この計測箇所テーブルＴＢＬ１には、「管理番号」、「バルブ」、「上流／下流」、「光ファイバ」、「距離」といった項目が設けられ、さらに「距離」に「開始点」及び「終了点」といった副項目が設けられている。
【００５９】
これらの項目のうち「管理番号」は、管理上の都合により、１件ごとに連続した番号が割り当てられている。「バルブ」は、各バルブ１２を識別するために、一意に割り当てられた名称や記号等である。「上流／下流」は、バルブ１２の上流側計測箇所１５であるか、或いは下流側計測箇所１６であるかを表す。「光ファイバ」は、複数本の光ファイバ２を用いる場合に、各光ファイバ２に一意に割り当てられた名称や記号等である。このため、温度計測装置３において光ファイバ２が１本のみ用いられる場合、各「光ファイバ」の項目には全て同一の名称が格納される。「距離」の「開始点」及び「終了点」は、光ファイバ２において配管１１に対する巻付が開始された点及び終了された点における、接続端２Ａからの距離（以下これを接続端距離と呼ぶ）である。
【００６０】
例えば名称が「Ｖ００１」であるバルブ１２の上流側計測箇所１５には、名称が「Ｆ０１」の光ファイバ２における接続端距離が３２［ｍ］から３４［ｍ］までの範囲が、配管１１に巻き付けられている。また名称が「Ｖ００１」であるバルブ１２の下流側計測箇所１６には、名称が「Ｆ０１」の光ファイバ２における接続端距離が３５［ｍ］から３７［ｍ］までの範囲が、配管１１に巻き付けられている。
【００６１】
このため温度計測装置３は、例えば、名称が「Ｆ０１」である光ファイバ２における接続端距離が３２［ｍ］から３４［ｍ］までの範囲における温度を計測することにより、名称が「Ｖ００１」であるバルブ１２における上流側計測箇所１５の温度（以下これを上流側温度と呼ぶ）を知得できる。また温度計測装置３は、該光ファイバ２における接続端距離が３５［ｍ］から３７［ｍ］までの範囲における温度を計測することにより、名称が「Ｖ００１」であるバルブ１２における下流側計測箇所１６の温度（以下これを下流側温度と呼ぶ）を知得できる。
【００６２】
因みに温度計測装置３では、変調周波数等に応じて分解能、すなわち光ファイバ２における接続端２Ａからの距離に関して有効な細分化の最小単位が定められており、例えば１［ｍ］となっている。このため計測箇所テーブルＴＢＬ１では、各接続端距離を１［ｍ］単位の数値により表している。
【００６３】
ところで発電所１０では、予め配管１１ごとに輸送する媒体が決められており、該媒体の温度がある程度の範囲内に収まる場合が多い。この配管１１にバルブ１２が設けられている場合、下流側温度は、バルブ１２の開閉に応じて変化することになる。
【００６４】
例えば、バルブ１２の上流側から比較的高温の蒸気が輸送される場合、該バルブ１２が開放状態であれば、下流側温度は、上流側温度とほぼ同等となる。またこの場合、該バルブ１２が閉塞状態であれば、下流側温度は、周囲の温度（例えば気温や室温）とほぼ同等となる。
【００６５】
一方、例えばバルブ１２が閉塞状態であるにも関わらず、下流側温度が周囲の温度と温度差を有する場合、バルブ１２は、流動体を正常に堰き止めておらず、一部を下流側に流している状態、すなわち漏れが生じている状態であると推定できる。
【００６６】
そこで温度計測装置３は、予めバルブ１２ごとに閾値を設定して記憶している。具体的に温度計測装置３は、図８に示す閾値テーブルＴＢＬ２を記憶部２２に記憶させている。この閾値テーブルＴＢＬ２には、「バルブ」及び「閾値」といった項目が設けられている。このうち「バルブ」は、計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）の「バルブ」と同一のものである。「閾値」は、下流側温度と比較すべき温度の値であり、各「バルブ」と対応付けて、すなわちバルブ１２毎に、それぞれ設定されている。
【００６７】
温度計測装置３は、光ファイバ２を用いて各バルブ１２について上流側温度及び下流側温度を計測すると、このうち下流側温度と対応する閾値とを比較し、得られた比較結果をユーザに通知するようになっている。これによりユーザは、通知された比較結果を基に、各バルブ１２の動作状態を把握することが可能となる。
【００６８】
［１−５．バルブ状態検出処理］
次に、バルブ状態検出システム１によるバルブ状態検出処理について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。バルブ状態検出システム１における温度計測装置３の計測制御部２１（図２）は、図示しない操作ボタンの操作等により、ユーザからバルブ状態検出処理の開始が指示されると、バルブ状態検出処理手順ＲＴ１（図９）を開始してステップＳＰ１に移る。
【００６９】
ステップＳＰ１において計測制御部２１は、温度計測部２４（図２）を制御することにより、光ファイバ２を用いた温度計測処理を行わせ、得られた温度計測結果を取得して、次のステップＳＰ２へ移る。このとき得られた温度計測結果は、例えば図６に示したグラフのように、接続端距離と温度（又は温度変化）との関係として表されている。
【００７０】
ステップＳＰ２において計測制御部２１は、以降の処理において用いるカウンタの値を「１」に初期化し、次のステップＳＰ３に移る。このカウンタの値は、計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）の管理番号と対応するものである。説明の都合上、以下では、計測箇所テーブルＴＢＬ１の管理番号がカウンタの値と一致するバルブ１２を対象バルブと呼ぶ。
【００７１】
ステップＳＰ３において計測制御部２１は、計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）から対象バルブの上流側計測箇所１５に関して光ファイバ２の名称、並びに開始点及び終了点の接続端距離をそれぞれ読み出し、次のステップＳＰ４へ移る。
【００７２】
ステップＳＰ４において計測制御部２１は、対象バルブの上流側温度を取得し、次のステップＳＰ５へ移る。具体的に計測制御部２１は、ステップＳＰ１において得られた温度計測結果を基に、光ファイバ２のうち対象バルブの上流側計測箇所１５に相当する距離の部分に相当する開始点から終了点までの範囲の温度を取得し、これを上流側温度とする。このとき計測制御部２１は、開始点から終了点までの範囲の温度として複数の値が得られた場合、その平均値を算出して上流側温度とする。
【００７３】
ステップＳＰ５において計測制御部２１は、計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）から対象バルブの下流側計測箇所１６に関して光ファイバ２の名称、並びに開始点及び終了点の接続端距離をそれぞれ読み出し、次のステップＳＰ６へ移る。
【００７４】
ステップＳＰ６において計測制御部２１は、対象バルブの下流側温度を取得し、次のステップＳＰ７へ移る。具体的に計測制御部２１は、ステップＳＰ１において得られた温度計測結果を基に、光ファイバ２のうち対象バルブの下流側計測箇所１６に相当する距離の部分に相当する開始点から終了点までの範囲の温度を取得し、これを下流側温度とする。このとき計測制御部２１は、ステップＳＰ４と同様、開始点から終了点までの範囲の温度として複数の値が得られた場合、その平均値を算出して下流側温度とする。
【００７５】
ステップＳＰ７において計測制御部２１は、閾値テーブルＴＢＬ２（図８）から対象バルブの閾値を読み出し、次のステップＳＰ８へ移る。ステップＳＰ８において計測制御部２１は、判定部３１（図２）により、ステップＳＰ６において取得した対象バルブの下流側温度と、ステップＳＰ７において取得した対象バルブの閾値との大小関係を判定し、次のステップＳＰ９へ移る。
【００７６】
ステップＳＰ９において計測制御部２１は、ステップＳＰ８において得られた判定結果をユーザに通知し、次のステップＳＰ１０へ移る。具体的に計測制御部２１は、通知部３２（図２）により、対象バルブの名称、上流側温度、下流側温度、閾値及び判定結果等をまとめて判定結果通知情報を生成し、これを通信部２３により管理装置４へ送信する。管理装置４は、温度計測装置３から判定結果通知情報を受信すると、表示部４４に所定の通知画面を表示することにより、判定結果通知情報に含まれていたバルブの名称やそれぞれの温度並びに判定結果をユーザに提示する。
【００７７】
ステップＳＰ１０において計測制御部２１は、現在の対象バルブが計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）における最後の１件であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは計測箇所テーブルＴＢＬ１に登録されている残りのバルブ１２についても順次温度の取得処理や閾値に関する判定処理を行うべきであることを表している。このとき計測制御部２１は、次のステップＳＰ１１へ移り、項目カウンタに値「１」を加算してから、再度ステップＳＰ３へ戻る。これにより計測制御部２１は、次の対象バルブについても一連の処理を繰り返す。
【００７８】
一方、ステップＳＰ１０において肯定結果が得られると、このことは計測箇所テーブルＴＢＬ１に登録されている全てのバルブ１２について、温度の取得処理や閾値に関する判定処理を完了したことを表している。このとき計測制御部２１は、次のステップＳＰ１２へ移ってバルブ状態検出処理手順ＲＴ１を終了する。
【００７９】
［１−６．効果等］
以上の構成において、第１の実施の形態によるバルブ状態検出システム１では、光ファイバ２における接続端２Ａからの距離がそれぞれ異なる複数箇所を、配管１１に設けられた各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６にそれぞれ複数回巻き付けた。
【００８０】
また温度計測装置３では、各バルブ１２について、予め上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６それぞれにおける光ファイバ２の接続端２Ａからの距離等に関する情報を計測箇所テーブルＴＢＬ１に格納すると共に、閾値に関する情報を閾値テーブルＴＢＬ２に格納した（図７及び図８）。
【００８１】
温度計測装置３は、光ファイバ２を用いて温度計測を行うことにより接続端２Ａからの距離毎の温度を取得する。そのうえで温度計測装置３は、計測箇所テーブルＴＢＬ１から得られる接続端距離に応じた部分の温度を取得することにより、各バルブ１２における上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６の温度として取得することができる。
【００８２】
このためバルブ状態検出システム１では、極めて少数の光ファイバ２を配管１１上に設けられた各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６に順次巻き付けるようにして敷設すれば良く、温度計測装置３と各計測箇所とを個別に結ぶような配線材を敷設する必要が無い。すなわちバルブ状態検出システム１では、発電所１０における各部の温度を計測するための配線に関する構成を極めて簡素化でき、その敷設や維持管理に要する手間や時間も最小限に抑えることができる。
【００８３】
また温度計測装置３は、計測された上流側温度及び下流側温度を、管理装置４の表示部４４に通知画面として表示し、ユーザに提示するようにした（図９、ステップＳＰ９）。これによりバルブ状態検出システム１では、上流側温度及び下流側温度を視認したユーザに対し、両者の温度差を基に、バルブ１２の状態、すなわち開放状態又は閉塞状態の何れであるか、或いは漏れが生じているか否かといった事項を、十分な確度を持って推定させることができる。
【００８４】
さらに温度計測装置３は、閾値テーブルＴＢＬ２（図８）に予め各バルブ１２に関する閾値を格納しておき、計測された下流側温度と該閾値との大小関係を判定し、該下流側温度等と共に判定結果をユーザに提示するようにした（図９、ステップＳＰ８及びＳＰ９）。これによりバルブ状態検出システム１では、ユーザにバルブ１２の状態を推定させる際に、下流側温度と比較すべき閾値をわざわざ記憶させる必要や別途調べさせる必要が無く、直ちに適切に推定させることができる。
【００８５】
そのうえバルブ状態検出システム１では、温度計測装置３における光ファイバ２の距離に関する分解能が１［ｍ］であるのに対し、各バルブ１２の計測箇所、すなわち上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６において、光ファイバ２をその２倍である２［ｍ］以上の長さに渡って巻き付けるようにした。
【００８６】
すなわちバルブ状態検出システム１では、光ファイバ２における計測箇所に巻き付けた部分の長さ（以下これを巻付長と呼ぶ）が、少なくとも分解能である１［ｍ］よりも長い。これによりバルブ状態検出システム１では、光ファイバ２の接続端２Ａから１［ｍ］毎に区切った区間ごとの温度を取得した場合に、計測箇所の温度を何れかの区間に必ず反映させることができる。
【００８７】
そのうえバルブ状態検出システム１では、巻付長を分解能の２倍である２［ｍ］以上としたことにより、光ファイバ２の接続端２Ａから１［ｍ］毎に区切った区間の少なくとも１つが、その全範囲を計測箇所において配管１１に巻き付けられた状態とすることができる。このためバルブ状態検出システム１では、光ファイバ２における当該区間の温度を取得することにより、配管１１の温度を極めて精度良く検出することができる。
【００８８】
さらにバルブ状態検出システム１では、配管１１におけるバルブ１２の上流側及び下流側において光ファイバ２を巻き付けた上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６において、該光ファイバ２の外側に固定部材１７を取り付けた（図４）。これによりバルブ状態検出システム１では、光ファイバ２を配管１１に密着させた状態を維持できるので、該配管１１の熱を光ファイバ２に良好に伝達させ、該配管１１の温度を高精度に計測することができる。
【００８９】
以上の構成によれば、第１の実施の形態によるバルブ状態検出システム１では、配管１１に設けられた各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６に光ファイバ２をそれぞれ複数回巻き付けた。また温度計測装置３は、各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６における接続端距離等を計測箇所テーブルＴＢＬ１に格納し、また閾値を閾値テーブルＴＢＬ２に格納した。これにより温度計測装置３は、光ファイバ２により計測した接続端距離毎の温度を基に、各バルブ１２の上流側温度及び下流側温度をそれぞれ取得でき、さらに閾値との大小関係を判定した結果と合わせてユーザに提示することにより、各バルブ１２の状態をユーザに認識させることができる。
【００９０】
［２．第２の実施の形態］
第２の実施の形態によるバルブ状態検出システム２０１（図１）は、第１の実施の形態によるバルブ状態検出システム１と比較して、温度計測装置３に代わる温度計測装置２０３を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【００９１】
温度計測装置２０３は、図２と対応する図１０に示すように、第１の実施の形態による温度計測装置３と比較して、計測制御部２１及び記憶部２２に代わる計測制御部２２１及び記憶部２２２を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
【００９２】
計測制御部２２１は、第１の実施の形態による計測制御部２１と同様、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有している。また計測制御部２２１は、所定のプログラムを実行することにより、種々の処理を実行する他、第１の実施の形態と同様の判定部３１及び通知部３２に加えて、開閉指示取得部２３３及び判定条件決定部２３４のような複数の機能ブロックを内部に形成する。
【００９３】
開閉指示取得部２３３は、開閉指示装置１３から各バルブ１２へ供給される開閉指示を取得する。これにより計測制御部２２１は、各バルブ１２に与えられている指示、すなわち各バルブ１２がなるべき状態を、それぞれ把握することができる。判定条件決定部２３４は、各バルブ１２に与えられている開閉指示に応じて、当該バルブ１２が異常であるか否かを判定するための条件を決定する（詳しくは後述する）。
【００９４】
記憶部２２２は、第１の実施の形態による記憶部２２と同様に不揮発性の情報記憶媒体であり、種々の情報を記憶する。この記憶部２２２は、第１の実施の形態と同様の計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）を記憶すると共に、閾値テーブルＴＢＬ２（図８）に代えて、図１１に示す判定条件テーブルＴＢＬ３を記憶している。
【００９５】
判定条件テーブルＴＢＬ３には、「バルブ」及び「異常判定条件」といった項目が設けられ、さらに「異常判定条件」に「開放時」及び「閉塞時」といった副項目が設けられている。このうち「バルブ」は、計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）の「バルブ」と同一のものである。「異常判定条件」は、下流側温度を変数Ｔとして表した上で、該下流側温度を「異常」と判定するための条件を、バルブ１２に対する開閉指示が開放状態である場合と閉塞状態である場合とに分けて、それぞれ規定している。
【００９６】
例えば判定条件テーブルＴＢＬ３には、バルブ「Ｖ００１」における開放時の異常判定条件として、「Ｔ＜４００」が登録されている。これは、当該バルブ「Ｖ００１」の上流側から例えば約６００［℃］のように高温の蒸気が供給されているため、開放時には下流側において少なくとも４００［℃］以上となることが見込まれており、該４００［℃］を下回るようであれば、当該バルブに異常があると判断し得ることを意味している。これを換言すれば、この異常判定条件では、ある温度（４００［℃］）に対して、下流側温度の高低と上流側温度の高低とが反対であれば、当該バルブを異常と判断することになる。
【００９７】
また判定条件テーブルＴＢＬ３には、バルブ「Ｖ００１」における閉塞時の異常判定条件として、「Ｔ＞２００」が登録されている。これは、当該バルブ「Ｖ００１」の上流側から例えば約６００［℃］のように高温の蒸気が供給されているものの、周囲が常温であるため、閉塞時には下流側において少なくとも２００［℃］未満となることが見込まれており、該２００［℃］を上回るようであれば、当該バルブに異常があると判断し得ることを意味している。これを換言すれば、この異常判定条件では、ある温度（２００［℃］）に対して、下流側温度の高低と上流側温度の高低とが同等であれば、当該バルブを異常と判断することになる。
【００９８】
このバルブ状態検出システム２０１では、バルブ状態検出処理を行う場合、第１の実施の形態によるバルブ状態検出処理手順ＲＴ１（図９）に代えて、図１２に示すバルブ状態検出処理手順ＲＴ２を実行するようになっている。
【００９９】
具体的に温度計測装置２０３の計測制御部２２１は、バルブ状態検出処理手順ＲＴ２を開始すると、最初のステップＳＰ２１へ移る。計測制御部２２１は、このステップＳＰ２１〜ＳＰ２６において、バルブ状態検出処理手順ＲＴ１（図９）のステップＳＰ１〜ＳＰ６とそれぞれ同様の処理を行い、次のステップＳＰ２７へ移る。
【０１００】
ステップＳＰ２７において計測制御部２２１は、開閉指示取得部２３３（図１０）により、開閉指示装置１３から対象バルブに与えられている開閉指示を取得し、次のステップＳＰ２８に移る。ステップＳＰ２８において計測制御部２２１は、判定条件決定部２３４（図１０）により、判定条件テーブルＴＢＬ３（図１１）から、対象バルブに与えられている開閉指示（すなわち開放又は閉塞）に応じた異常判定条件を読み出し、次のステップＳＰ２９へ移る。
【０１０１】
ステップＳＰ２９において計測制御部２２１は、ステップＳＰ２６において得られた下流側温度を変数Ｔに代入した場合に、異常判定条件を満たすか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは対象バルブの下流側計測箇所１６において、与えられている開閉指示に基づき想定される温度に対して、計測された実際の温度がかけ離れており、該対象バルブに異常が発生している可能性が高いことを表している。このとき計測制御部２２１は、次のステップＳＰ３０に移る。
【０１０２】
ステップＳＰ３０において計測制御部２２１は、対象バルブが異常と判定されたことをユーザに通知し、次のステップＳＰ３１へ移る。具体的に計測制御部２２１は、対象バルブの名称、上流側温度、下流側温度、異常判定条件等をまとめて異常通知情報を生成し、これを通信部２３により管理装置４へ送信する。管理装置４は、温度計測装置２０３から異常通知情報を受信すると、表示部４４に所定の異常通知画面を表示することにより、異常通知情報に含まれていたバルブの名称やそれぞれの温度並びに異常と判定されたことをユーザに提示する。
【０１０３】
一方、ステップＳＰ２９において否定結果が得られると、このことは対象バルブに異常が発生している可能性が極めて低く、ユーザに何ら通知する必要が無いことを表している。このとき計測制御部２２１は、次のステップＳＰ３１に移る。
【０１０４】
ステップＳＰ３１及びＳＰ３２において計測制御部２２１は、バルブ状態検出処理手順ＲＴ１（図９）のステップＳＰ１０及びＳＰ１１とそれぞれ同様の処理を行うことにより、ステップＳＰ２３に戻り、又はステップＳＰ３３へ移る。ステップＳＰ３３において計測制御部２２１は、バルブ状態検出処理手順ＲＴ２を終了する。
【０１０５】
以上の構成において、第２の実施の形態によるバルブ状態検出システム２０１では、第１の実施の形態と同様に、光ファイバ２における接続端２Ａからの距離がそれぞれ異なる複数箇所を、配管１１に設けられた各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６にそれぞれ複数回巻き付けた。
【０１０６】
また温度計測装置２０３では、各バルブ１２について、第１の実施の形態と同様の計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）に加えて、開放時及び閉塞時それぞれの異常判定条件を格納した判定条件テーブルＴＢＬ３（図１１）を記憶部２２２に記憶させた。
【０１０７】
温度計測装置２０３は、第１の実施の形態と同様、光ファイバ２を用いて温度計測を行うことにより接続端２Ａからの距離毎の温度を取得する。そのうえで温度計測装置２０３は、計測箇所テーブルＴＢＬ１から得られる接続端距離に応じた部分の温度を取得することにより、各バルブ１２における上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６の温度として取得する。
【０１０８】
さらに温度計測装置２０３は、開閉指示装置１３から取得した対象バルブに対する開閉指示に応じて、判定条件テーブルＴＢＬ３から異常判定条件を読み出し、該異常判定条件を満たす場合に、ユーザに通知する（図１２、ステップＳＰ２７〜ＳＰ３０）。これによりバルブ状態検出システム２０１では、バルブ１２の状態を直接的に通知するため、ユーザにバルブ１２の状態を推定若しくは判断させる必要が無く、直ちに必要な対処を行わせることができる。
【０１０９】
またこのときバルブ状態検出システム２０１では、対象バルブに与えられた開閉指示に応じて、異なる異常判定条件に切り替えることができる。このためバルブ状態検出システム２０１では、例えばバルブ１２の上流側から６００［℃］の蒸気が供給されており、周囲が約２０［℃］の常温である場合に、開放時の異常判定条件を「Ｔ＜５００」とし、且つ閉塞時の異常判定条件を「Ｔ＞１００」とすることができる。これによりバルブ状態検出システム２０１では、閉塞時に蒸気が比較的少量のみ漏れた段階で異常であることを検出でき、また開放時に蒸気の流量が僅かに減少した段階でも異常であることを検出できる。
【０１１０】
その他の点においても、第２の実施の形態によるバルブ状態検出システム２０１では、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【０１１１】
以上の構成によれば、第２の実施の形態によるバルブ状態検出システム２０１では、配管１１に設けられた各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６に光ファイバ２をそれぞれ複数回巻き付けた。また温度計測装置２０３は、各バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６における接続端距離等を計測箇所テーブルＴＢＬ１に格納し、また開閉指示に応じた異常判定条件を判定条件テーブルＴＢＬ３に格納した。これにより温度計測装置２０３は、光ファイバ２により計測した接続端距離毎の温度を基に、各バルブ１２の上流側温度及び下流側温度をそれぞれ取得でき、さらに開閉指示に応じた異常判定条件を満たす場合にのみユーザに通知することにより、各バルブ１２の状態をユーザに的確に認識させることができる。
【０１１２】
［３．他の実施の形態］
なお上述した第１の実施の形態においては、温度計測部２４（図２）によりブリルアン散乱光を用いて光ファイバ２における接続端２Ａからの距離毎に温度を計測する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばレイリー散乱光、ラマン散乱光等、他の散乱光を用いて温度を計測しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１１３】
また上述した第１の実施の形態においては、自己遅延ヘテロダイン型のＢＯＴＤＲ（ＳＤＨ−ＢＯＴＤＲ）により、光ファイバ２における接続端２Ａからの距離毎に温度を計測する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、他の種々のＢＯＴＤＲにより温度を計測しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１１４】
さらに上述した第１の実施の形態においては、１本の光ファイバ２により各バルブ１２の上流側温度及び下流側温度をそれぞれ計測する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばバルブ１２が数百や数千のように多数設けられている場合に、複数の光ファイバ２により分担して各バルブ１２の温度を計測しても良い。この場合、例えば温度計測部２４（図２）を光ファイバ２毎に設けても良く、或いは１個の温度計測部２４に対して光ファイバの切替器を介して各光ファイバ２を接続しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１１５】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６において、光ファイバ２を配管１１に巻き付けることにより、該光ファイバ２を該配管１１に密着させてその温度を計測する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば光ファイバ２を配管１１に巻き付けず、固定部材１７等により該配管１１に密着させてその温度を計測しても良い。この場合、少なくとも温度計測装置３における距離に関する分解能である１［ｍ］以上の部分を配管１１に密着させれば良く、さらには分解能の２倍である２［ｍ］以上に渡り密着させるとなお良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１１６】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ１２の上流側計測箇所１５及び下流側計測箇所１６において、光ファイバ２を配管１１に巻き付ける部分の長さを、分解能の２倍である２［ｍ］以上とする場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば光ファイバ２を配管１１に巻き付ける部分の長さを、分解能と同等の１［ｍ］以上としても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１１７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、光ファイバ２を配管１１に巻き付けた部分の外側に、耐熱性を有するゴムによって構成された固定部材１７を取り付ける場合について述べた（図４）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば種々の金属や種々の樹脂、或いはこれらの組合せなど、種々の構成でなる固定部材１７を取り付けても良い。或いは、例えば光ファイバ２を配管１１に巻き付けるだけで該光ファイバ２を該配管１１に対して良好に密接させ得る場合に、固定部材１７を省略しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１１８】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ１２における上流側及び下流側の双方の温度を計測する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばバルブ１２の下流側のみ温度を計測しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１１９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ１２が自動開閉式であり、開閉指示装置１３からの開閉指示に従い、駆動部５６アクチュエータ等を作動させることにより開放又は閉塞させる場合について述べた（図３）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばバルブ１２が手動開閉式であり、作業員等の手作業により開放又は閉塞させても良い。
【０１２０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ状態検出処理手順ＲＴ１（図９）において、計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）に登録されている全てのバルブ１２について、上流側温度及び下流側温度を順次取得する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば閾値テーブルＴＢＬ２に一部のバルブ１２のみについて名称等及び閾値を登録しておき、該閾値テーブルＴＢＬ２に閾値が登録されているバルブのみ、上流側温度及び下流側温度を順次取得しても良い。この場合、閾値テーブルＴＢＬ２に登録されているバルブ１２の名称と一致する接続端距離を計測箇所テーブルＴＢＬ１から読み出した上で、光ファイバ２を用いた計測結果から温度を取得すれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１２１】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ状態検出処理手順ＲＴ１（図９）のステップＳＰ８及びＳＰ９において、判定部３１により下流側温度と閾値との大小関係を判定し、得られた判定結果をユーザに通知する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば閾値テーブルＴＢＬ２を省略すると共にステップＳＰ８を省略し、ステップＳＰ９において上流側温度及び下流側温度、若しくは下流側温度のみをユーザに通知しても良い。或いは、上流側温度及び下流側温度の差分値等、得られた温度を基に所定の演算処理を行った結果を下流側温度等と共に、或いは下流側温度等に代えて、ユーザに通知しても良い。要は、バルブ１２の下流側温度又はこれに関連する情報であって、該バルブ１２の状態をユーザに把握させるのに有用なものであれば良い。
【０１２２】
さらに上述した第１の実施の形態においては、閾値テーブルＴＢＬ２（図８）にバルブ１２ごとの閾値を格納する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば全てのバルブ１２において共通の閾値を用いても良く、或いは例えば「蒸気」や「冷却水」等、上流側から供給される流動体の種類や温度毎に閾値を設定しても良い。この場合、計測箇所テーブルＴＢＬ１（図７）において各バルブと対応付けて流動体の種類や温度を格納しておけば良い。
【０１２３】
さらに上述した第２の実施の形態においては、判定条件テーブルＴＢＬ３（図１１）に開放時及び閉塞時それぞれの異常判定条件を格納しておき、開閉指示装置１３からバルブ１２に与えられた開閉指示と対応する異常判定条件を用いて該バルブ１２が異常であるか否かを判定する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば判定条件テーブルＴＢＬ３に各バルブ１２に対応した異常判定条件を１個のみ格納しておき、開閉指示装置１３からバルブ１２に与えられた開閉指示に拘わらず、共通の異常判定条件を用いて該バルブ１２が異常であるか否かを判定しても良い。
【０１２４】
さらに上述した第２の実施の形態においては、判定条件テーブルＴＢＬ３（図１１）に格納する異常判定条件を、下流側温度を表す変数Ｔと所定の温度との大小関係により表す場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば上流側温度を表す変数ＴＵと下流側温度を表す変数ＴＬとを用いて、これらの何れかと所定の温度との大小関係や、変数ＴＵ及び変数ＴＬの差分値と所定の温度との大小関係等により、異常判定条件を表しても良い。さらには、例えば周囲の環境温度を表す変数ＴＥや周囲の湿度を表す変数Ｈ等、他の種々の変数を用いて異常判定条件を設定しても良い。
【０１２５】
さらに上述した第１の実施の形態においては、温度計測装置３から管理装置４へ判定結果通知情報を送信し、該管理装置４において表示部４４に通知画面を表示することにより、ユーザにバルブ１２の状態に関する情報を通知する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば温度計測装置３に液晶パネル等でなる表示部を設け、該表示部にバルブ１２の状態に関する情報を表示してユーザに通知しても良い。また、表示画面による文字や画像を用いた通知に限らず、例えば音声によりバルブ１２の状態をユーザに通知しても良く、或いはこれらを適宜組み合わせても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１２６】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ状態検出処理（図９）において、最初に温度計測部２４により１回のみ温度計測処理を行い、その後に複数の計測箇所それぞれの接続短距離に応じた温度を順次取得する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば１箇所の計測箇所の接続端距離に応じた温度を取得する度に、温度計測部２４により温度計測処理を行うようにしても良い。或いは、例えば温度計測部２４により複数回の温度計測処理を行い、得られた複数の温度計測結果から１箇所の計測箇所の接続端距離に応じた温度をそれぞれ取得し、その統計値（例えば平均値）を該計測箇所の温度として採用しても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１２７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、光ファイバ２と接続され該光ファイバ２における距離ごとの温度を計測する温度計測部２４（図２）を有する温度計測装置３の計測制御部２１により、各計測箇所の温度を取得し、また取得した温度と閾値との大小関係の判定を行う場合について述べた（図９）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば管理装置４の制御部４１により、温度計測装置３の計測制御部２１から各計測箇所の温度を取得し、また取得した温度と閾値との大小関係の判定を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１２８】
さらに上述した第１の実施の形態においては、バルブ状態検出システム１により発電所１０の配管１１に設けられたバルブ１２の状態を検出する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば種々の工場や大型施設の空調設備等、種々の配管に設けられたバルブの状態を検出しても良い。要は、配管の内部を流れる流動体の温度をバルブの下流側計測箇所において検出することにより、該バルブの状態を検出できれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０１２９】
さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
【０１３０】
さらに上述した実施の形態においては、光ファイバとしての光ファイバ２と、計測部としての温度計測部２４と、判定部としての計測制御部２１とによってバルブ状態検出装置としてのバルブ状態検出システム１を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光ファイバと、計測部と、判定部とによってバルブ状態検出装置を構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、例えば発電所や工場などの配管に設けられたバルブの状態を検出する場合に利用できる。
【符号の説明】
【０１３２】
１、２０１……バルブ状態検出システム、２……光ファイバ、２Ａ……接続端、３、２０３……温度計測装置、４……管理装置、１１……配管、１２……バルブ、１３……開閉指示装置、１５……上流側計測箇所、１６……下流側計測箇所、１７……固定部材、２１、２２１……計測制御部、２２、２２２……記憶部、２３……通信部、２４……温度計測部、３１……判定部、３２……通知部、４１……制御部、４３……通信部、４４……表示部、４５……操作部、２３３……開閉指示取得部、２３４……判定条件決定部、δＴ……温度変化。
【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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【図１２】
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