(57)【要約】【課題】  簡易かつ正確に配管の状態を分析する分析装置、分析システム及び分析方法を提供する。【解決手段】  配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて開閉装置の開閉状態を判定する開閉判定部と、開閉状態に応じて、配管の振動を検知する振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する状態分析部とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて前記開閉装置の開閉状態を判定する開閉判定部と、
前記開閉状態に応じて、前記配管の振動を検知する振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する状態分析部とを有する、分析装置。
【請求項２】
前記状態分析部は、前記振動情報を基準状態における振動情報と比較することにより配管の状態を分析する、請求項１の分析装置。
【請求項３】
前記状態分析部は、前記開閉情報が前記開閉装置の開操作又は閉操作を示す場合における前記振動情報に基づいて配管の状態を分析する、請求項１又は２の分析装置。
【請求項４】
前記分析部は、前記振動情報に含まれる前記配管の共振を示す共振情報に基づいて、前記配管の劣化状態を分析する、請求項３の分析装置。
【請求項５】
前記分析部は、前記振動情報から共振周波数成分を除いた残留波形成分に基づいて配管の状態を分析する、請求項３又は４に記載の分析装置。
【請求項６】
前記分析部は、前記開閉情報が前記開閉装置の開状態又は閉状態を示す場合の前記振動情報に基づいて配管の状態を分析する、請求項１から５のいずれか一項に記載の分析装置。
【請求項７】
前記開閉判定部は、前記配管に設けられた複数の前記開閉装置の状態をそれぞれ検知する複数の前記開閉検知部が検知した開閉状態に基づいて複数の前記開閉装置の各々に対する開閉状態を判定し、
前記状態分析部は、複数の前記開閉装置の各々に対する開閉状態に応じて前記配管における状態の分析を行う分析対象位置を特定し、前記振動情報に基づいて前記分析対象位置に対する前記配管の状態を分析する、請求項１から６のいずれか一項に記載の分析装置。
【請求項８】
前記状態分析部は、複数の前記振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する、請求項１から７のいずれか一項に記載の分析装置。
【請求項９】
前記配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部と、
前記配管の振動を検知する振動検知部と、
請求項１から８のいずれか一項に記載の分析装置とを有する、分析システム。
【請求項１０】
配管に設けられた開閉装置の開閉状態を判定する工程と、
前記判定した前記開閉状態に応じて、前記配管の振動情報に基づき配管の状態を分析する工程とを有する、分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、分析システム、及び分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道管やガス管などの配管は、地中に埋設されたり、建物の床下、壁内、天井内に設置されたりする場合がある。そのような場合には、配管の劣化を判断することが困難である。また、配管からの流体の漏洩や配管の破裂が起きると、周囲への２次被害も発生し、多大な経済的損失が生じることがある。そのため、配管の劣化を診断する技術が望まれている。
【０００３】
特許文献１には、振動生成器が生成する振動に対する振動応答を振動センサで受け取り、受け取った振動応答を以前の振動応答と比較して、振動パイプラインの構造的劣化を診断するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５５７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のシステムでは、振動生成器が必要であり、システムの構成が大掛かりになる。多くの場所に配管の診断システムを導入するためには、より簡易かつ正確に配管の状態を分析する手法が必要である。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、簡易かつ正確に配管の状態を分析する分析装置、分析システム及び分析方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の分析装置は、配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて開閉装置の開閉状態を判定する開閉判定部と、開閉状態に応じて、配管の振動を検知する振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する状態分析部とを有するものである。
【０００８】
また、本発明の分析システムは、配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部と、配管の振動を検知する振動検知部と、配開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて開閉装置の開閉状態を判定する開閉判定部と、開閉状態に応じて、振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する状態分析部とを備える分析装置とを有するものである。
【０００９】
また、本発明の分析方法は、配管に設けられた開閉装置の開閉状態を判定する工程と、判定した開閉状態に応じて、配管の振動情報に基づき配管の状態を分析する工程とを有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、簡易かつ正確に配管の状態を分析する分析装置、分析システム及び分析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における分析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における分析システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明における分析対象となる配管の振動の様子を示す模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における分析装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における分析システムの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における分析システムの変形例の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における分析装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における分析システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における分析システムの変形例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の各実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明における分析装置は、ハードウエア及びソフトウエアの任意の組合せにより実現される。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態における分析装置の構成を示すものである。また、図２は、本発明の第１の実施形態における分析システムの構成を示すものである。
【００１３】
図１に示すとおり、本発明の第１の実施形態における分析装置１００は、配管５００に設けられた開閉装置５０１の状態を検知する開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて開閉装置５０１の開閉状態を判定する開閉判定部１０１と、開閉判定部１０１が判断した開閉装置５０１の開閉状態に応じて、配管５００の振動を検知する振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管５００の状態を分析する状態分析部１０２とを有するものである。
【００１４】
また、図２に示すとおり、本発明の第1の実施形態における分析システム１０は、配管５００に設けられた開閉装置５０１の状態を検知する開閉検知部１２０と、配管５００の振動を検知する振動検知部１１０と、分析装置１００とを有するものである。
【００１５】
本実施形態における分析装置１００及び分析システム１０の各構成要素及び動作を説明するにあたり、本発明における分析対象について説明する。本発明の各実施形態において、分析装置１００及び分析システム１０は、配管５００の状態を分析する。配管５００には、少なくとも開閉装置５１０が設けられている。また、配管５００には、配管５００の内部に流体を流すために流体に圧力を印加するポンプ５０２が設けられている場合がある。
【００１６】
配管５００は液体や気体である流体が流れる管である。本発明における分析システムは、配管５００として、建物内に設けられているものや地中に埋設されているもの等、任意の位置に設置された配管が分析対象とすることができる。配管５００は、所定の長さの管が複数接続されて構成される事がある。この場合において、各々の管は接続部５０３により接続される。
【００１７】
開閉装置５０１は、開閉することにより、配管５００における流体の流れを制御する装置である。配管５００が建物内に設けられている上水道管である場合には、開閉装置５０１は、例えば蛇口、水洗式の便器、その他の任意の種類の栓などがあるが、これら以外のものであってもよい。
【００１８】
続いて、本実施形態における分析装置１００及び分析システム１０における各構成要素及び動作を説明する。まず、図３を用いて、本実施形態における分析装置１００の動作を説明する。
【００１９】
図３によると、最初に、開閉判定部１０１は、配管５００に設けられた開閉装置５０１の状態を検知する開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて、開閉装置５０１の開閉状態を判定する（ステップＳ１０）。この場合において、開閉判定部１０１は、一例として、開閉装置５０１の開閉操作の少なくとも一方が行われたことを判定する。また、開閉判定部１０１は、別の例として、開閉装置５０１がそれぞれ開けられている又は閉じられている状態であることを判定する。
【００２０】
続いて、状態分析部１０２は、ステップＳ１０で判定した開閉装置５０１の開閉状態に応じて、配管５００の振動を検知する振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管５００の状態を分析する（ステップＳ２０）。状態分析部１０２は、配管５００の状態の例として、配管５００の劣化や、配管５００からの流体漏洩の有無を分析する。
【００２１】
次に、本実施形態における分析システム１０の振動検知部１１０及び開閉検知部１２０について詳細を説明する。
【００２２】
振動検知部１１０は、配管５００の振動を検知する。振動検知部１１０としては、例えば公知の振動センサが用いられる。振動センサは、具体例として、加速度センサ、速度センサ、変位センサ等があげられる。この中でも、特に圧電型の加速度センサを用いることが検知感度等の点から好ましい。また、振動検知部１１０は、流体配管から離れて設置可能である非接触型振動検出手段でもよい。非接触型振動検知手段の一例として、レーザドップラー振動計等がある。
【００２３】
開閉検知部１２０は、開閉装置５０１が開閉されることを検知する。すなわち、開閉装置５０１に対して開操作が行われて開閉装置５０１が開けられることと、開閉装置５０１に対して閉操作が行われて開閉装置５０１が閉じられることとを検知する。開閉検知部１２０は、開閉装置５０１の開操作と閉操作を区別して検知してもよいし、区別せずにどちらかの操作が行われたことのみを検知してもよい。なお、開閉検知部１２０は、開閉装置５０１が開閉されることを検知することができる。例えば、開閉装置５０１が自動で開閉制御される場合、開閉検知部１２０は、その制御信号を検知することにより開閉装置５０１の開閉を検知することができる。また、別の例として、開閉検知部１２０は、開閉装置５０１の操作に伴う流体の流量の変化を検知することにより開閉装置５０１の開閉を検知することができる。
【００２４】
なお、開閉検知部１２０及び振動検知部１１０は、分析装置１００と任意の手段により通信する構成とすることができる。
【００２５】
続いて、本実施形態における分析装置１００の各構成要素の詳細を説明する。
【００２６】
開閉判定部１０１は、開閉検知部１２０が検知した開閉情報に基づいて、開閉装置５０１の開閉状態を判定する。一例として、開閉判定部１０１は、開閉検知部１２０により検知した開閉情報から、開閉装置５０１の開操作又は閉操作が行われたことを判定する。この場合において、開閉判定部１０１は、開閉検知部１２０において開閉装置５０１の開閉操作を検知することにより、開閉装置５０１に開操作又は閉操作が行われたことを判定することができる。
【００２７】
配管５００に設けられた開閉装置５０１の開操作を行うと、配管５００の内部にある流体が外部へ流れる。流体の通流が開始される。また、開閉装置５０１の閉操作を行うと、流体の外部への流れが停止する。いずれの場合においても、配管の内部における流体の流れが変化することにより、配管に振動が生じる。そして、開閉装置５０１の開操作又は閉操作により生じる振動は、配管５００の状態を分析するためには十分な大きさの振動である事が多い。そのため、開閉装置５０１の開操作又は閉操作により生じる振動を用いることにより、特許文献１における振動発生器のような構成を要する事無く、配管の状態を分析することが可能となる。したがって、開閉判定部１０１は、開閉装置５０１の開操作又は閉操作が行われたことを判定する。
【００２８】
また、別の例として、開閉判定部１０１は、開閉検知部１２０により検知した開閉情報から、開閉装置５０１が開状態又は閉状態である事を判定する。なお、開閉装置５０１開状態又は閉状態であるとは、開閉装置５０１がそれぞれ開けられている又は閉じられており、開閉装置５０１の開閉操作が行われていない事を指すものとする。この場合において、開閉判定部１０１は、開閉検知部１２０において開閉装置５０１の開閉操作の検知がないことにより、開閉装置５０１が開状態又は閉状態であることを判定することができる。
【００２９】
配管５００に設けられた開閉装置５０１が開状態又は閉状態、すなわち、開けられている又は閉じられている状態である場合、配管５００の内部における流体の流れに関する状態は大きく変化しない事が多い。したがって、この場合に振動検知部１１０により検知される配管５００の振動は、配管５００における流体の流れに関する状態に応じて概ね一定の振動が生じることがある。
【００３０】
しかしながら、配管５００に異常がある場合には、振動検知部１１０により検知される配管５００の振動が変化する。例えば、配管５００から流体の漏洩が生じている場合、開閉装置５０１が閉じている場合においても流体が漏洩するため、流体の漏洩に起因する振動が生じる。そのため、配管５００に生じる振動は、流体の漏洩が生じている場合には、通常より振幅が大きなものとなる。すなわち、そのため、開閉装置５０１の開閉操作が行われる場合に限らず、開閉装置５０１は開状態または閉状態である場合の振動に基づいて、配管の状態を分析することができる。したがって、開閉判定部１０１は、開閉装置５０１が開状態又は閉状態である事を判定する。
【００３１】
続いて、状態分析部１０２における配管５００の状態分析について、図４を参照してその詳細を説明する。
【００３２】
最初に、図４（ａ）を参照して、配管５００が正常な場合、例えば配管５００が設置された直後の場合において配管に生じる振動について説明する。一例として、まず、開閉装置５０１が閉状態であり、ポンプ５０２にて配管５００の内部を流れる流体が加圧されていることを想定する。この場合において、配管５００には一定の小さな振動が生じるか、又は振動は生じない。続いて、開閉装置５０１に開操作が行われることを想定する。開閉装置５０１の開操作により、流体の流れが変化するため、配管５００には、時間的に減衰する振動振幅の振動が生じる。配管が正常な場合、この振動は配管５００に固有の共振周波数成分が主である。しかしながら、配管５００が長期に渡り使用されることにより、配管５００又は接続部５０３における薄肉化等の劣化や配管５００からの漏洩が生じると、配管５００に生じる振動が変化し、上記から相違するものとなる。状態分析部１０２は、配管５００の劣化時等において生じる振動の相違を用いて、配管の状態を分析する。
【００３３】
なお、上記では、開閉装置５０１を閉状態から開操作を行う場合を想定したが、開閉装置５０１を開状態から閉操作を行う場合にも類似する振動が生じる。
【００３４】
状態分析部１０２は、開閉判定部１０１からの開閉装置５０１の開閉情報応じて状態分析を行う。先に説明した通り、配管５００に生じる振動は、開閉装置５０１が、開状態若しくは閉状態であるか、又は開操作若しくは閉操作が行われるかによって異なる。状態分析部１０２は、開閉装置５０１の開閉情報に応じて分析することにより、配管５００に生じる振動の種類に応じた異なる種類の分析を行うことが可能となる。従って、状態分析部１０２は、開閉装置５０１からの開閉情報に応じないで配管５００の状態を分析する場合と比較して、配管５００の状態をより詳細に分析できる。
【００３５】
状態分析部１０２は、分析の一つとして、配管５００の劣化の診断を行う。この場合において、配管５００の劣化は、例えば腐食などによる配管５００の薄肉化や、配管５００の接続部５０３における緩みやガタツキ等の機械的欠陥等がある。
【００３６】
状態分析部１０２は、配管５００の劣化の診断を行う場合、開閉判定部１０１により開閉装置５０１の開操作又は閉操作が行われたと判定された際の振動情報に基づいて配管の状態を分析することが好ましい。この場合において、状態分析部１０２は、振動検知部１１０により検知した振動情報のうち、特に図４に示す過渡振動応答成分に基づいて配管の状態を分析することができる。
【００３７】
先に説明した通り、配管５００にて生じる振動は、配管５００が設置された時点からの使用期間に応じて変化する。例えば、配管５００が設置された時点においては、配管５００にて生じる振動は、配管に固有の共振周波数成分が主である。これに対し、配管５００の薄肉化による劣化が生じると、配管５００の剛性が変化し、図４（ｂ）（１）に示すように、配管５００に生じる振動の共振周波数が変化する。そして、配管５００の腐食が進むと、配管５００に生じる振動が減衰する時間が早くなる。その結果として、配管５００に生じる振動の共振先鋭度が変化する。また、配管５００の接続部５０３に機械的欠陥が生じた場合には、図４（ｂ）（２）に示すように、それに起因して配管５００に共振周波数成分と異なる成分の振動が生じる。状態分析部１０２は、振動検知部１１０の検知した振動情報から、上記の振動変化に関する分析を行う事により、配管の劣化を分析する。
【００３８】
状態分析部１０２は、特に配管５００の薄肉化による劣化の診断の一つの例として、振動検知部１１０の検知した振動情報から、配管５００に固有の共振周波数ｆ又は共振先鋭度Ｑに基づいて分析を行う。この場合において、共振先鋭度Ｑは以下の式（１）のように定義される。
【００３９】
Ｑ＝ｆ／Δｆ        （１）
Δｆ：ピーク値の半値となる周波数幅
状態分析部１０２は、例えば、上述した共振周波数ｆ又は共振先鋭度Ｑが所定の閾値を超えている場合に劣化が生じていると判断する。この場合において、閾値は、配管５００の材質や径などの情報から、薄肉化などの劣化が生じていると判断される共振周波数や共振先鋭度を予め求めておくことができる。
【００４０】
劣化の診断に関する別の例として、状態分析部１０２は、上述した共振周波数ｆ又は共振先鋭度Ｑのそれぞれの基準状態からの変化であるδｆ又はδＱに基づいて劣化の診断を行うことができる。共振周波数ｆの基準状態からの変化δｆと、共振先鋭度Ｑの基準状態からの変化δＱは、それぞれ以下の（２）式又は（３）式により求めることができる。この場合において、基準状態は、例えば配管５００の設置時とすることができる。
【００４１】
δｆ＝｛ｆ（ｔ）−ｆ（０）｝／ｆ（０）  （２）
ｆ（０）：基準状態の共振周波数
ｆ（ｔ）：基準状態からｔ時間経過後の共振周波数
δＱ＝｛Ｑ（ｔ）-Ｑ（０）｝／Ｑ（０）  （３）
Ｑ（０）：基準状態の共振先鋭度
Ｑ（ｔ）：基準状態からｔ時間経過後の共振先鋭度
状態分析部１０２は、δｆ又はδＱが所定の閾値を超えた場合に、配管の劣化が生じていると判断することができる。また、状態分析部１０２は、δｆ又はδＱに基づいて、共振周波数ｆ又は共振先鋭度Ｑの変化率を求め、その変化率が所定の閾値以上に、配管の状態が急激に変化しているとして、配管の劣化が生じていると判断することができる。
【００４２】
また、状態分析部１０２は、特に配管５００における接続部５０３における機械的欠陥等の発生による劣化の診断の例として、振動検知部１１０の検知した振動情報から共振周波数成分を除去した残留振動に基づく分析を行う。
先に述べた通り、配管５００の接続部５０３に機械的欠陥が生じた場合には、それに起因して振動が生じる。したがって、状態分析部１０２は、振動検知部１１０の検知した振動情報から共振周波数成分を除去した残留振動成分を分析し、残留振動成分が有る場合に、配管５００の接続部５０３に上述する機械的欠陥が生じていると判断することができる。
【００４３】
状態分析部１０２は、分析の別の一つとして、配管５００からの流体の漏洩の有無を分析する。この場合において、状態分析部１０２は、開閉判定部１０１により、開閉装置５０１が開状態又は閉状態であると判断された場合の振動情報に基づいて配管の状態を分析する事が好ましい。
【００４４】
配管５００に設けられた開閉装置５０１が開状態又は閉状態である場合、配管５００の内部における流体の流れに関する状態は大きく変化しない事が多い。したがって、先に述べた通り、この場合において、配管５００には一定の小さな振動が生じるか、又は振動は生じない。しかしながら、配管５００から流体の漏洩が生じている場合、開閉装置５０１が閉じている場合においても流体が漏洩するため、図４（ｂ）（３）に示すように、流体の漏洩に起因する振動が生じる。この場合において、振動検知部１１０は、流体の漏洩に起因する振動を検知するため、例えば通常より振幅の大きな振動を検知することとなる。したがって、開閉装置５０１が開状態又は閉状態である場合の振動を検知した振動の振幅が所定の閾値を超えているかを判断することにより、状態分析部１０２は、配管の漏洩の有無を分析することができる。なお、状態分析部１０２は、その他の指標により配管の漏洩有無を分析してもよい。
【００４５】
なお、状態分析部１０２は、上記説明した分析と異なる分析を行ってもよい。また、状態分析部１０２は、複数種類の分析を適宜組み合わせて行ってもよいし、いずれか１種類の分析のみを行ってもよい。状態分析部１０２は、上記説明したとおり、配管５００における漏洩の有無の分析及び配管５００の劣化の分析の双方を行うと、配管５００の状態を詳細に把握できて好ましい。
【００４６】
以上の通り、本発明の第１の実施形態における分析装置１００は、開閉判定部１０１にて判定した開閉装置５０１の開閉状態に応じて、状態分析部１０２が、振動検知部１１０により検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する。すなわち、本実施形態における分析装置１００は、配管５００に設けられた開閉装置５０１の開閉状態に応じて配管に生じる様々な種類の振動を用いて配管５００の状態を分析することができる。そのため、本実施形態における分析装置１００は、より正確に配管５００の状態を分析することができる。また、本実施形態における分析装置１００は、開閉装置５０１の開閉操作に伴う振動を用いることができるため、特許文献１における振動発生器のような構成を要することなく配管５００の状態を分析することが可能となる。その結果、本発明の第１の実施形態における分析装置１００は、単純な構成とすることができる。したがって、本実施形態における分析装置１００は、簡易かつ正確に配管の劣化を分析することができる。
【００４７】
また、本実施形態における分析システム１０は、分析装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
なお、本実施形態における分析装置１００及び分析システム１０には、各構成要素について種々の変更を加えることができる。例えば、本実施形態における分析装置１００及び分析システム１０は、開閉状態の判定及び配管の状態の分析を、常時行うことができるし、所定の間隔で定期的に行うことも出来る。また、分析装置１００は、開閉判定部１０１で判定した開閉状態が所定の条件を満たす場合に限り、状態分析部１０２にて配管の状態を分析してもよい。このようにすることで、分析装置１００は不要な分析を行う事がなくなり、結果的に分析システム１０の全体での消費電力を低減することができる。また、状態分析部１０２は、特に配管５００の劣化の診断を行う際に、配管５００に生じる振動の振幅ごとに共振周波数ｆや共振先鋭度Ｑを求め、それらの各々の基準状態からの変化に基づいて配管の状態を分析することができる。
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態における分析装置の構成を示すものである。また、図６は、本発明の第２の実施形態における分析システムの構成を示すものである。
【００４９】
図５に示すとおり、本発明の第２の実施形態における分析装置２００は、配管５００に設けられた複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの状態をそれぞれ検知する複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎが検知した開閉状態に基づいて複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの各々に対する開閉状態を判定する開閉判定部２０１と、複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの各々に対する開閉状態に応じて配管５００における状態の分析を行う分析対象位置を特定し、配管５００の振動を検知する振動検知部１１０が検知した振動情報に基づいて分析対象位置に対する配管５００の状態を分析する状態分析部２０２とを有するものである。
【００５０】
また、図６に示すとおり、本発明の第２の実施形態における分析システム２０は、配管５００に設けられた複数の前記開閉装置５０１−１・・・ｍの状態をそれぞれ検知する複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎと、配管の振動を検知する振動検知部１１０と、分析装置２００とを有するものである。
【００５１】
すなわち、本実施形態における分析システム２０は、複数の開閉装置５０１−１・・・ｍに対応して複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎを有する点が第１の実施形態における分析システム１０と異なる。また、本実施形態における分析装置２００は、開閉判定部２０１が、複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの各々に対する開閉状態を判定する点が、第１の実施形態における分析装置１００の開閉判定部１０１と異なる。更に、本実施形態における分析装置２００は、状態分析部２０２が、配管５００における状態の分析を行う分析対象位置を特定した上で、振動情報に基づいて配管５００の状態を分析する点が、第１の実施形態における分析装置１００の状態分析部１０２と異なる。本実施形態における分析装置２００及び分析システム２０は、それ以外の構成に関しては、第１の実施形態における分析装置１００及び分析システム１０とそれぞれ同様の構成を有している。つまり、本実施形態における分析装置２００は、状態分析部２０２は、配管５００における薄肉化又は接続部５０３の機械的欠陥等を含む劣化判定や漏洩判定を、第１の実施形態における分析装置１００の状態分析部１０２と同様に行うことができる。
【００５２】
本実施形態における分析装置２００において、開閉判定部２０１は、配管５００に設けられた複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの状態をそれぞれ検知する複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎが検知した開閉状態に基づいて、各々の開閉状態を判定する。すなわち、開閉判定部２０１は、開閉装置５０１−１・・・ｍのうち、開操作又は閉操作が行われたもの（又は、開状態又は閉状態であるもの）を判別することができる。そのため、状態分析部２０２は、複数の開閉装置５０１・・・各々の開操作又は閉操作に伴う振動に基づいて配管５００の状態を分析する場合に、振動の発生個所を判別した上で配管５００の状態を分析することができる。状態分析部２０２が振動情報に基づいて配管５００の状態を分析するにあたり、分析が可能であるのは振動発生個所の近くにおける配管５００状態である。つまり、状態分析部２０２は、分析対象位置を特定した上で配管５００の状態を分析することができる。したがって、本実施形態における分析装置２００は、第１の実施形態における分析装置１００と比較して、配管５００の状態をより正確に分析することができる。
【００５３】
なお、本実施形態において、状態分析部２０２は、例えば開閉判定部２０１により開操作又は閉操作が行われたと判定された開閉装置５０１−１・・・ｍの設置位置から所定の距離にある範囲を、分析対象位置とすることができる。また、状態分析部２０２は、開閉判定部２０１により開操作又は閉操作が行われたと判定された開閉装置５０１−１・・・ｍの設置位置から振動検知部１１０の設置位置までの間を、分析対象位置としてもよい。
【００５４】
本実施形態における分析装置２００及び分析システム２０には、各構成要素について様々の変更を加えることができる。
【００５５】
分析システム２０において、複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎにより検知対象となる開閉装置５０１−１・・・ｍの数は任意とすることができる。すなわち、複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎは、分析対象となる配管５００に備えられた開閉装置５０１−１・・・ｍのすべての状態をそれぞれ検知することができるし、開閉装置５０１−１・・・ｍの一部のものの状態をそれぞれ検知することもできる。また、複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎが開閉装置５０１−１・・・ｍの一部の状態それぞれ検知する場合、検知対象となる開閉装置５０１−１・・・ｍは、配管５００に応じて適宜選択することができる。図７に示すとおり、複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎは、例えば配管５００に分岐があるならば、開閉装置５０１−１・・・ｍのうち、分岐のそれぞれにある少なくとも一つの状態を検知すると好ましい。また、複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎは、例えば配管５００が建物内の上水道管である場合には、各階の配管５００に備えられた少なくとも一つの開閉装置５０１に開閉検知部１２０を取り付けられることが好ましい。このようにすることで、検知部１２０−１・・・ｎが開閉装置５０１−１・・・ｍの一部の状態それぞれ検知する場合であっても、分析システム２０は、より広い範囲について配管５００の状態を分析することができる。
【００５６】
また、複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎは、一部の開閉装置５０１の状態を検知対象とする場合、例えば流れる流量の大きな開閉装置５０１の状態を検知対象とすることができる。このようにすることで、分析装置２００において、最大振幅の大きな振動情報に基づいて配管５００の状態を分析することが容易になる。その結果、分析装置２００は、配管５００の状態をより正確に分析することができる。
【００５７】
更に、状態分析部２０２は、任意の手順で配管５００の状態を分析することができる。例えば、状態分析部２０２は、一つの分析対象位置に関して配管５００の状態を分析し、配管５００に劣化が生じていると判断した場合、当該分析対象位置の近隣の分析対象位置に関して配管５００の状態を分析することができる。また、状態分析部２０２は、配管５００に劣化が生じていると判断した分析対象位置の数に応じて、分析対象となる配管５００全体の劣化の程度を判断できることができる。このように、状態分析部２０２が種々の手順で配管５００の状態を分析することで、分析装置２００は、配管５００の状態をより正確に分析することができる。
（第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図８は本発明の第３の実施形態における分析装置の構成を示すものである。また、図９は、本発明の第３の実施形態における分析システムの構成を示すものである。
【００５８】
図８に示すとおり、本発明の第３の実施形態における分析装置３００は、配管５００に設けられた開閉装置５０１の状態を検知する開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて開閉装置５０１の開閉状態を判定する開閉判定部３０１と、開閉判定部１０１が判断した開閉装置５０１の開閉状態に応じて、配管５００の振動を検知する複数の振動検知部１１０−１・・・ｎが検知した振動情報に基づいて配管５００の状態を分析する状態分析部３０２とを有するものである。
【００５９】
また、図９に示すとおり、本発明の第３の実施形態における分析システム３０は、配管５００に設けられた開閉装置５０１の状態を検知する開閉検知部１２０と、配管５００の振動を検知する複数の振動検知部１１０−１・・・ｎと、分析装置１００とを有するものである。
【００６０】
すなわち、本実施形態における分析システム３０は、複数の振動検知部１１０−１・・・ｎを有する点が、第１の実施形態における分析システム１０と異なる。また、本実施形態における分析装置３００は、状態分析部３０２が、複数の振動検知部１１０−１・・・ｎの各々が検知した複数の振動情報に基づいて配管の状態を分析する点が、第１の実施形態における分析装置３００と異なる。それ以外の構成に関しては、本実施形態における分析装置３００及び分析システム３０は、第１の実施形態における分析装置１００及び分析システム１０とそれぞれ同様の構成を有している。つまり、本実施形態における分析装置３００おいては、状態分析部３０２は、配管５００における薄肉化又は接続部５０３の機械的欠陥等を含む劣化判定や漏洩判定を、第１の実施形態における分析装置１００の状態分析部１０２と同様に行うことができる。
【００６１】
本実施形態における分析装置３００において、状態分析部３０２は、複数の振動検知部１１０−１・・・ｎの各々が検知した複数の振動情報に基づいて配管の状態を分析する。複数の振動検知部１１０−１・・・ｎの各々の振動検知位置は、予め知ることができる。そのため、状態分析部３０２は、振動の検出個所を判別した上で配管５００の状態を分析することができる。すなわち、状態分析部３０２は、分析対象位置を特定した上で配管５００の状態を分析することができる。したがって、本実施形態における分析装置３００は、第２の実施形態における分析装置２００と同様に、配管５００の状態をより正確に分析することができる。
【００６２】
本実施形態における分析装置３００及び分析システム３０には、各構成要素について様々の変更を加えることができる。
【００６３】
分析システム３０において、複数の振動検知部１１０−１・・・ｎの数やその配置は任意とすることができる。一例として、例えば配管５００に分岐があるならば、複数の振動検知部１１０−１・・・ｎは、分岐のそれぞれについて振動を検知するよう配置されると好ましい。また、例えば配管５００が建物内の上水道管である場合には、複数の振動検知部１１０−１・・・ｎは、各階の配管５００の振動を検知するよう配置されると好ましい。このようにすることで、分析システム３０は、より広い範囲について配管５００の状態を分析することができる。
【００６４】
更に、状態分析部３０２は、任意の手順で配管５００の状態を分析することができる。例えば、状態分析部３０２は、複数の振動検知部１１０−１・・・ｎの中の一つの振動情報に基づいて配管５００の状態を分析し、配管５００に劣化が生じていると判断した場合、当該振動検知部１１０の近隣の振動を検知する振動検知部１１０の振動情報に基づいて配管５００の状態を分析することができる。また、状態分析部３０２は、配管５００に劣化が生じていると判断した振動情報を検知した複数の振動検知部１１０−１・・・ｎの数に応じて、分析対象となる配管５００全体の劣化の程度を判断できることができる。このように、状態分析部３０２が種々の手順で配管５００の状態を分析することで、分析装置３００は、配管５００の状態をより正確に分析することができる。
【００６５】
なお、本実施形態における分析装置３００は、第２の実施形態における分析装置２００と、互いに組み合わせることができる。また、本実施形態における分析システム３０は、第２の実施形態における分析システム２０と、互いに組み合わせることができる。
【００６６】
すなわち、この場合における分析装置３００は、配管５００に設けられた複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの状態をそれぞれ検知する複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎが検知した開閉状態に基づいて複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの各々に対する開閉状態を判定する開閉判定部３０１と、複数の開閉装置５０１−１・・・ｍの各々に対する開閉状態に応じて配管５００における状態の分析を行う分析対象位置を特定し、配管５００の振動を検知する複数の振動検知部１１０−１・・・ｎが検知した振動情報に基づいて分析対象位置に対する配管５００の状態を分析する状態分析部３０２とを有するものとなる。
【００６７】
また、図１０に示すとおり、この場合における分析システム３０は、配管５００に設けられた複数の前記開閉装置５０１−１・・・ｍの状態をそれぞれ検知する複数の開閉検知部１２０−１・・・ｎと、配管５００の複数の地点の各々における振動を検知する複数の振動検知部１１０−・・・ｎと、上記説明した分析装置３００とを有するものとなる。
【００６８】
この場合においても、分析装置３００は、配管５００の状態を分析する場合に、配管の状態を分析した場所を判別することができる。そのため、分析装置３００は、配管５００に劣化が生じていると判断する場合に、配管５００にて劣化が生じている箇所を判別することができる。したがって、本実施形態における分析装置３００及び分析システム３０は、配管の状態をより正確に分析することができる。
【００６９】
以上、本発明における各実施形態を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて以上述べた各実施形態における構成以外の構成を採用することもできる。また、各実施形態における構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに組み合わせることが可能である。
（実施例１）
本発明の第１の実施形態に示す分析システム１０を使用して、流体配管の分析を行った。分析対象の配管５００として、直径２０ｍｍ、厚み２ｍｍ、長さ３ｍのステンレス製配管を２本作製した。この２本のステンレス配管を、接続部５０３にて接続した。接続部５０３として、長さ方向において、直径２６ｍｍ、厚さ２ｍｍ、長さ５０ｍｍのステンレス製の接続部材を用いた。配管５００の一端に、圧力印加用のポンプ５０２を接続し、また他端には開閉装置５０１を接続した。振動検知部１２０は、配管５００の他端より１００ｍｍの位置に、配管５００上に設置した。
【００７０】
次に、設置直後の状態を基準状態とし、基準状態と１年間の経年後の流体配管に対して分析を行った。流体として水を使用し、ポンプ５０２により１ＭＰａの圧力を流体配管に印加し、本発明の第１の実施形態における分析システム１０を用いて漏えいの有無を分析した。振動検知部１１０として振動加速度センサを利用した。その後、開閉装置５０１を操作し、配管５００に、過渡振動波形を発生させ、その場合における開閉装置５０１の開閉操作を開閉検知部１２０にて検知し、かつ当該振動を振動検知部１１０で検知し、これらに基づいて分析装置１００において共振周波数の変化δ及び共振先鋭度の変化δＱを算出した。更に、過渡振動波形から共振周波数成分を除去し、残留波形成分、すなわち配管５００の接続部５０３における機械的欠陥の有無を分析した。その結果を表１に示す。
【００７１】
本発明に示す分析システムにより、配管からの流体の漏洩有無、共振周波数変化δｆ、共振先鋭度変化δＱ、及び接合部の機械的欠陥の有無のそれぞれについて、基準状態と一年後の状態の相違を確認することができた。すなわち、本発明に示す分析システムにより、配管の状態を高精度に分析できることが分かった。
【００７２】
【表１】
2015190825.tif 000003
【００７３】
（実施例２）
本実施例においては、流体として窒素ガスを利用し、それ以外は実施例１と同様の条件として、本発明の第１の実施形態における分析システム１０により分析を行った。その結果を表２に示す。本発明に示す分析システムにより、本実施例においても配管からの流体の漏洩有無、共振周波数変化δｆ、共振先鋭度変化δＱ、及び接合部の機械的欠陥の有無のそれぞれについて、基準状態と一年後の状態の相違を確認することができた。すなわち、本発明に示す分析システムにより、配管の状態を高精度に分析できることが分かった。
【００７４】
【表２】
2015190825.tif 000004
【００７５】
（実施例３）
本実施例においては、流体として石油を利用し、それ以外は実施例１と同様の条件として、本発明の第１の実施形態における分析システム１０により分析を行った。その結果を表３に示す。本発明に示す分析システムにより、本実施例においても配管からの流体の漏洩有無、共振周波数変化δｆ、共振先鋭度変化δＱ、及び接合部の機械的欠陥の有無のそれぞれについて、基準状態と一年後の状態の相違を確認することができた。すなわち、本発明に示す分析システムにより、配管の状態を高精度に分析できることが分かった。
【００７６】
【表３】
2015190825.tif 000005
【００７７】
（実施例４）
本実施例においては、振動検知部１１０として、振動加速度センサに変えてレーザドップラー振動計を利用した。それ以外は、実施例１と同様の構成及び条件として、本発明の第１の実施形態における分析システム１０により分析を行った。その結果を表４に示す。表４に示すとおり、本実施例における結果は、実施例１における表１と同様であった。すなわち、本発明において、振動検知部１０として用いられる具体的なセンサの種類に依存せずに配管の状態を分析できることを確認した。
【００７８】
【表４】
2015190825.tif 000006
【００７９】
（付記）
（付記１）
配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部が検知した開閉情報に基づいて前記開閉装置の開閉状態を判定する開閉判定部と、
前記開閉状態に応じて、前記配管の振動を検知する振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する状態分析部とを有する、分析装置。
（付記２）
前記状態分析部は、前記振動情報を基準状態における振動情報と比較することにより配管の状態を分析する、付記１の分析装置。
（付記３）
前記状態分析部は、前記開閉情報が前記開閉装置の開操作又は閉操作を示す場合における前記振動情報に基づいて配管の状態を分析する、付記１又は２の分析装置。
（付記４）
前記分析部は、前記振動情報に含まれる前記配管の共振を示す共振情報に基づいて、前記配管の劣化状態を分析する、付記３の分析装置。
（付記５）
前記共振情報は、前記配管の共振周波数である、付記３の分析装置。
（付記６）
前記共振情報は、前記配管の共振先鋭度である、付記３の分析装置。
（付記７）
前記分析部は、前記振動情報から共振周波数成分を除いた残留波形成分に基づいて配管の状態を分析する、付記３から６のいずれか一項に記載の分析装置。
（付記８）
前記分析部は、前記開閉情報が前記開閉装置の開状態又は閉状態を示す場合の前記振動情報に基づいて配管の状態を分析する、付記１から７のいずれか一項に記載の分析装置。
（付記９）
前記分析部は、前記振動情報の振幅に基づいて、前記配管からの流体漏洩の有無を特定する、付記８の分析装置。
（付記１０）
前記開閉判定部は、前記配管に設けられた複数の前記開閉装置の状態をそれぞれ検知する複数の前記開閉検知部が検知した開閉状態に基づいて複数の前記開閉装置の各々に対する開閉状態を判定し、
前記状態分析部は、複数の前記開閉装置の各々に対する開閉状態に応じて前記配管における状態の分析を行う分析対象位置を特定し、前記振動情報に基づいて前記分析対象位置に対する前記配管の状態を分析する、付記１から９のいずれか一項に記載の分析装置。
（付記１１）
前記状態分析部は、複数の前記振動検知部が検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する、付記１から１０のいずれか一項に記載の分析装置。
（付記１２）
前記配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部と、
前記配管の振動を検知する振動検知部と、
付記１から９のいずれか一項に記載の分析装置とを有する、分析システム。
（付記１３）
前記配管に設けられた複数の前記開閉装置の状態をそれぞれ検知する複数の開閉検知部と、
前記配管の振動を検知する振動検知部と、
付記１０の分析装置とを有する、分析システム。
（付記１４）
前記配管に設けられた開閉装置の状態を検知する開閉検知部と、
前記配管の振動を検知する複数の振動検知部と、
付記１１の分析装置とを有する、分析システム。
（付記１５）
配管に設けられた開閉装置の開閉状態を判定する工程と、
前記判定した前記開閉状態に応じて、前記配管の振動情報に基づき配管の状態を分析する工程とを有する、分析方法。
（付記１６）
コンピュータに、
配管に設けられた開閉装置の開閉状態を判定する機能と、
前記判定した前記開閉状態に応じて、前記配管の振動情報に基づき配管の状態を分析する機能とを持たせる、プログラム。
【符号の説明】
【００８０】
１０、２０、３０    分析システム
１００、２００、３００    分析装置
１０１、２０１、３０１    開閉判定部
１０２、２０２、３０２    状態分析部
１１０    振動検知部
１２０    開閉検知部
５００    配管
５０１    開閉装置
５０２    ポンプ
５０３    接続部
【図１】
2015190825.tif 000007
【図２】
2015190825.tif 000008
【図３】
2015190825.tif 000009
【図４】
2015190825.tif 000010
【図５】
2015190825.tif 000011
【図６】
2015190825.tif 000012
【図７】
2015190825.tif 000013
【図８】
2015190825.tif 000014
【図９】
2015190825.tif 000015
【図１０】
2015190825.tif 000016