(57)【要約】  関連する流体漏洩検出装置においては、配管内の流体の状態の変化に伴い漏洩判定に誤判定が生じる。  本発明の漏洩判定システムは、配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、第一の検出手段で検出した物理量および第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段とを有する。
2015072130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、
前記配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段で検出した物理量および前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段と
を有する漏洩判定システム。
【請求項２】
前記漏洩判定手段は、
前記第一の検出手段で検出した物理量に基づいて設定される判定条件と、前記第二の検出手段で検出した振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する
請求項１に記載の漏洩判定システム。
【請求項３】
前記判定条件は、前記第二の検出手段で監視を行う振動の周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む
請求項２に記載の漏洩判定システム。
【請求項４】
前記漏洩判定手段は、前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する請求項２または３に記載の漏洩判定システム。
【請求項５】
前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶する漏洩判定条件提供手段をさらに有し、
前記漏洩判定手段は、前記漏洩判定条件提供手段が提供する前記対応を用いて前記判定条件を設定する請求項２または３に記載の漏洩判定システム。
【請求項６】
前記第二の検出手段を複数備え、漏洩判定手段は、前記第一の検出手段と複数の前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の漏洩判定システム。
【請求項７】
前記漏洩判定手段は、複数の前記第二の検出手段の位置と前記第二の検出手段のそれぞれで検出する振動の特徴量との相関から漏洩位置を特定する、請求項６に記載の漏洩判定システム。
【請求項８】
前記所定の物理量は前記配管内の流体の圧力である請求項１から７のいずれか１項に記載の漏洩判定システム。
【請求項９】
配管内の流体の状態を示す物理量を検出し、
前記配管を伝播する振動を検出し、
前記物理量および前記振動に基づいて漏洩判定を行う、
漏洩判定方法。
【請求項１０】
前記物理量に基づいて設定される判定条件と、前記振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する
請求項９に記載の漏洩判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩判定システムおよび漏洩判定方法に関し、特に配管における流体の漏洩の有無について判定する漏洩判定システムおよび漏洩判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
社会基盤には、上下水道網や、ガスや石油などの高圧化学パイプライン、高速鉄道網等の大型設備から、長大橋、超高層建築等の大型建造物、そして大型旅客機、自動車などの輸送機器がある。これらの設備や機器において重要な機構の一つに、配管がある。この配管には水などの流体が通される。そのため、配管がもしも故障した場合には流体の漏洩につながる。従って、漏洩をいち早く検知し、故障した箇所を修復する必要がある。
そこで、配管における流体の漏洩の検知が初動として重要となる。以下、配管における流体の漏洩を検知するために配管を検査することを、漏洩検査と呼ぶ。【０００３】
漏洩検査は、人手により漏洩音を聴き取る聴感官能検査が一般的である。その一方で、配管は地中や高所に設置されている場合が多い。そのため、人手により漏洩音を聴き取る作業は多大な労力や危険を伴う。そこで、漏洩検査を専用の装置に行わせる技術が提案されている。【０００４】
そのような漏洩検査技術の一例として、特許文献１には漏洩検出装置が記載されている。特許文献１によれば、配管周辺で検知した音を電気信号に変換し、その電気信号を解析することで漏洩を検出する。より具体的には、取得した音から得た電気信号を、複数のバンドパスフィルタを利用して異なる周波数にそれぞれ分解する。そして、各周波数の電気信号の振幅の大きさを閾値と比較する。その結果、上記複数の信号全てにおいて、電気信号の振幅の大きさが閾値を超えた場合に、漏洩であると判定するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２-０５５５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された関連する流体漏洩検出装置においては、配管内の流体の通流状態の変化に伴い、流体の漏洩に起因する振動である漏洩振動が変化する。その結果、上述の特許文献１の流体漏洩検出装置では、漏洩判定に誤判定が生じる可能性がある。【０００７】
例えば、関連する流体漏洩検出装置では、特定の周波数帯域を監視して漏洩判定を行う場合、配管内の圧力低下に伴い漏洩振動の波形の特徴的なピーク波形の周波数が低下し、特定の周波数帯域からピーク波形が逸脱することがある。このため、特定の周波数帯域を監視して漏洩判定を行う場合、漏洩が発生しているにも関わらず漏洩振動波形の特徴的なピーク波形を観測できず、漏洩が無いと判定してしまうことがあった。【０００８】
また、関連する流体漏洩検出装置では、特定の閾値を設け漏洩判定を行う場合、配管内の圧力低下に伴い漏洩振動の振幅が減少し、特定の閾値を下回ることがある。このため、特定の閾値を設け漏洩判定を行う場合、漏洩が発生しているにも関わらず漏洩が無いと判定してしまうことがあった。【０００９】
このように、関連する流体漏洩検出装置においては、配管内の流体の状態の変化に伴い漏洩判定に誤判定が生じる、という課題があった。【００１０】
本発明の目的は、上述した課題である、配管内の流体の状態の変化に伴い漏洩判定に誤判定が生じる、という課題を解決する漏洩判定システムおよび漏洩判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の漏洩判定システムは、配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、第一の検出手段で検出した物理量および第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段とを有する。【００１２】
本発明の漏洩判定方法は、配管内の流体の状態を示す物理量を検出し、配管を伝播する振動を検出し、物理量および振動に基づいて漏洩判定を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の漏洩判定システムおよび漏洩判定方法によれば、配管内の流体の状態の変化に伴う漏洩判定の誤判定を低減し、漏洩検出を高精度化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態における漏洩判定方法を示すフローチャートである。
【図３】実施形態の他の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施形態の他の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の他の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態の別の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】漏洩振動測定用実験系の構成を示す図である。
【図９】第１の実施例における水圧とピーク周波数との相関を示す図である。
【図１０】第１の実施例における水圧と監視周波数帯域の対応表である。
【図１１】関連技術と第１の実施例の漏洩検出率の対応表である。
【図１２】第２の実施例における水圧と振動振幅の値の相関である。
【図１３】第２の実施例における水圧と漏洩判定閾値との対応表である。
【図１４】関連技術と第２の実施例の漏洩検出率の対応表である。
【図１５】第３の実施例における水圧と監視周波数帯域および漏洩判定閾値との対応表である。
【図１６】関連技術と第３の実施例の漏洩検出率の対応表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明する。
【００１６】
なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号をつけ、その説明を省略する場合がある。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態における漏洩判定システム１−１は、第一の検出手段１０１と、第二の検出手段１０２と、漏洩判定部（漏洩判定手段）１０３を少なくとも備える。第一の検出手段１０１と前記第二の検出手段１０２は前記漏洩判定部１０３に、通信可能に接続されている。以下に図１の各構成要素について説明する。
【００１８】
第一の検出手段１０１は、配管の流体の状態を示す物理量を検出する。流体の状態を示す物理量とは、例えば、流体の通流状態を示す圧力、流量、流速等や流体の温度等が挙げられる。第一の検出手段１０１としては、例えば、圧力測定装置、流量測定装置、流速測定装置などが挙げられる。以下、流体の状態を示す物理量として流体の通流状態を示す圧力を測定する場合について主に説明するが、本実施形態はこれに限定されず、上述したような他の物理量を用いることができる。
【００１９】
第二の検出手段１０２は、配管を伝播する振動を検出する。ここで、振動とは、例えば、振動加速度、振動速度、振動変位のことである。第二の検出手段１０２としては、例えば、振動加速度センサ７０２、振動速度センサ、振動変位センサなどが挙げられる。
【００２０】
なお、第二の検出手段１０２は、感度が高く、広い周波数帯域の信号を検出できるものであることが好ましい。例えば、振動加速度センサ７０２は、圧電振動センサであり、信号増幅回路を内蔵したものが好ましい。また、第二の検出手段１０２は、例えば、配管に設置する接触型の検出手段を用いることができる。第二の検出手段１０２の配管への設置場所は特に制限されず、漏洩判定システム１−１の用途に応じて、配管の適切な場所に設置できる。
【００２１】
また、第二の検出手段１０２は、配管から離して設置することができる非接触型の検出手段を用いることもできる。非接触型の検出手段は、例えば軽い配管の振動を検出する際等、検出手段を取り付けた時に検出手段自体の重さが配管の振動に与える影響が大きい場合に有効である。非接触型である第二の検出手段１０２を配管から離して設置することによって、第二の検出手段１０２自体の重さが配管の振動に影響を与えることを防ぐことができる。また、非接触型の検出手段は、高温の流体が内部を流れる配管の振動を検出する際等、配管に検出手段を取り付けることが困難な場合にも有効である。
【００２２】
漏洩判定部１０３は、漏洩判定条件を設定し、配管における流体の漏洩の有無を判定することを目的とする。漏洩判定条件とは、例えば、漏洩判定において監視を行う周波数帯域、振動振幅の漏洩判定閾値等が挙げられる。また、漏洩の有無の判定とは、例えば、漏洩判定条件に従って、振動検出手段１０２により検出した検出値から特徴量を抽出し、特徴量と漏洩判定閾値とを比較すること等が挙げられる。特徴量が漏洩判定閾値より大きい場合に、漏洩があると判定する。特徴量とは、例えば、振動における振動振幅や、振動における共振尖鋭度Ｑ値等が挙げられる。ここで、共振尖鋭度Ｑ値とは、次のような式（１）で計算される値である。式（１）において、fは、配管を共振させる振動の周波数（配管の固有振動数）であり、Δｆは、配管を伝播する振動の振幅の周波数特性の半値全幅である。
2015072130.tif 000003
式（１）
【００２３】
次に、漏洩判定条件の設定について詳細に説明する。
【００２４】
漏洩判定部１０３は、第一の検出手段１０１により検出した配管の流体の状態を示す物理量を考慮して漏洩判定条件を設定する。物理量を考慮して漏洩判定条件を設定するとは、物理量に応じて、漏洩判定において監視を行う周波数帯域、振動振幅の漏洩判定閾値等である漏洩判定条件を変更し設定することである。また、漏洩判定部１０３は、第一の検出手段１０１により検出した配管の流体の状態を示す物理量から、後述するような計算式を用いて、漏洩判定条件を算出し設定する構成としても良い。また、漏洩判定部１０３では、物理量に応じて、予め用意するデータを参照して、漏洩判定条件を読み出して設定する構成としても良い。データとは、物理量と振動の特徴量との対応関係を示す表である。
【００２５】
（漏洩判定方法）
図２は、実施形態における漏洩判定方法を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態における漏洩判定方法は、通流状態検出工程Ｓ３０１と、漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２と、振動検出工程Ｓ３０３と、漏洩判定工程Ｓ３０４とを少なくとも備える。
【００２６】
通流状態検出工程Ｓ３０１では、第一の検出手段１０１が、配管内の流体の状態を示す物理量を検出する。
【００２７】
漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２では、漏洩判定部１０３が、通流状態検出工程Ｓ３０１において第一の検出手段１０１が検出した物理量を用いて漏洩判定条件を設定する。例えば、通流状態検出工程Ｓ３０１において検出した配管内の流体の状態を示す物理量から、漏洩判定を行うために監視する周波数帯域や、漏洩判定閾値を算出する。
【００２８】
ここで、通流状態検出工程Ｓ３０１において検出した配管内の流体の状態を示す物理量をＸとし、漏洩判定のために監視する周波数帯域の中心周波数をｆとする。このとき、中心周波数ｆは物理量Ｘの多項式で表すことができる。多項式の一例を式（２）に示す。式（２）において、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３は、周波数fを算出するための係数（パラメータ）であり、配管の材質、形状などによって決定することができる定数である。式（２）から算出した周波数ｆを中心周波数として、帯域幅を別途設定することで、監視する周波数帯域を決定することができる。
2015072130.tif 000004
式（２）
【００２９】
また、漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２では、第二の検出手段１０２により検出した信号を用いて、決定した監視する周波数帯域の信号を抽出するために、フィルタリング処理を行う構成とすることができる。この場合、監視する周波数帯域に基づいてフィルタリング処理のパラメータを算出し設定する。
【００３０】
例えば、漏洩を判定するための漏洩判定閾値Ａは、以下の方法により算出する値Ａを用いることができる。流体漏洩の振動振幅が配管内の流体の流速に比例すると考える。このとき、ベルヌーイの定理に従い、流速ｖは圧力Pの平方根に略比例する。このため、圧力Pを用いて、式（３）から漏洩判定閾値Ａを算出することができる。従って、第一の検出手段１０１により配管内の圧力を検出することで、漏洩判定閾値Ａを算出することが可能である。式（３）において、ｂ０、ｂ１は、係数（パラメータ）であり、配管の材質、形状などによって決定することができる定数である。
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式（３）
【００３１】
次に、振動検出工程Ｓ３０３では、第二の検出手段１０２が、配管を伝播する振動を検出する。
【００３２】
漏洩判定工程Ｓ３０４では、漏洩判定部１０３が、漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２において設定した漏洩判定条件と、振動検出工程Ｓ３０３において検出した検出値とを用いて、流体の漏洩を判定する。例えば、検出値から特徴量を抽出し、特徴量と漏洩判定条件である漏洩判定閾値を比較する。そして、特徴量が漏洩判定閾値よりも大きい場合に、漏洩があると判定する。
【００３３】
上記のような構成とすることにより、本実施形態では、配管内の流体の状態を考慮して漏洩判定を行うことが可能となる。このように、本実施形態では、特定の周波数帯域を監視して漏洩判定を行う場合、配管内の圧力に基づいて漏洩判定条件が設定されているため、特定の周波数帯域からピーク波形の逸脱を防ぐことが可能になる。その結果、誤判定を低減できて、漏洩検出を高精度化できる。
【００３４】
なお、本実施形態において、通流状態検出工程Ｓ３０１と、漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２と、振動検出工程Ｓ３０３は、その順序が図２に示す順序と異なってもよい。例えば、図３に示すように、まず振動検出工程Ｓ３０３を行い、次に通流状態検出工程Ｓ３０１を行い、最後に漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２を行ってもよい。また、図４に示すように、振動検出工程Ｓ３０３は、通流状態検出工程Ｓ３０１および漏洩判定条件設定工程Ｓ３０４と並行して行うこととしてもよい。また、図５に示すように、最初に通流状態検出工程Ｓ３０１を行い、振動検出工程Ｓ３０３と漏洩判定条件設定工程Ｓ３０４とを並行して行うこととしてもよい。いずれの方法においても、本実施形態に係る漏洩判定方法と同等の効果を奏する。
【００３５】
また、監視する周波数帯域は複数設定してよい。具体的には、漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２においては監視する周波数帯域を複数設定する。振動検出工程Ｓ３０３においては配管から伝搬する振動を複数の周波数帯域について検出する。漏洩判定条件設定工程Ｓ３０４においてはそれぞれの周波数帯域について流体の漏洩を判定し、それら複数の判定結果を総合して全体の判定を行う。このようにすることで、漏洩検出精度が向上する。
【００３６】
図６は、第１の実施形態の別の構成を示すブロック図である。図６に示すように、本実施形態における漏洩判定システム１−２は、複数の第二の検出手段（１０２−１,１０２−２）をそれぞれ配管の例えば異なる場所に設置する。複数の第二の検出手段（１０２−１,１０２−２）で検出した検出値を使って、それぞれ漏洩判定を行い、それぞれの漏洩判定結果を統計的に処理し全体の判定を行う構成とすることで、漏洩検出を高精度化し、誤判定を低減する効果が期待できる。また、異なる位置に設置された複数の第二の検出手段（１０２−１,１０２−２）の位置と複数の第二の検出手段（１０２−１,１０２−２）それぞれで検出する振動の特徴量との相関を分析することで、漏洩発生位置の特定等を行うことができる。この分析は、例えば漏洩判定部１０３が行う構成とすることができるし、または分析を行うための処理部をさらに備える構成とすることもできる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態は、漏洩判定条件提供手段１０４を備える。漏洩判定条件提供手段１０４は、第一の検出手段１０１により検出した物理量に応じた漏洩判定条件を漏洩判定部１０３へ提供することが目的である。漏洩判定条件提供手段１０４としては、例えば、データ記憶手段が挙げられる。
【００３８】
まず、漏洩判定条件提供手段１０４は物理量と振動の特徴量との対応関係を示す表を予め記憶する。そして、漏洩判定部１０３は第一の検出手段１０１を介して配管の物理量を取得する。次に、漏洩判定部１０３はその物理量に対応する漏洩判定条件を漏洩判定条件提供手段１０４から読み出す。そして、漏洩判定部１０３は検出した物理量に基づいて漏洩判定条件を設定する。
【００３９】
このような、漏洩判定条件提供手段１０４を用いた構成とすることにより、漏洩判定に関する計算を行わずに漏洩判定条件を設定できる。このため、高速で漏洩判定条件を設定することができる。また、漏洩判定条件の計算を行わないため、漏洩判定システム１−３全体における消費電力を抑制することができる。
【００４０】
なお、漏洩判定条件提供手段１０４は離れた位置にあるデータ記憶手段とし、漏洩判定部１０３と無線通信する構成としてもよい。このような構成とした場合、漏洩判定条件提供手段１０４を分離して持ち運ぶことができる。このため、漏洩判定条件提供手段１０４のメンテナンスが容易となる。
【００４１】
また、漏洩判定条件提供手段１０４を複数の漏洩判定システム１−３で共有化することもできる。このような構成とした場合、複数の漏洩判定システム１−３の物理量と漏洩判定条件との対応表を一括で変更することができる。
【００４２】
続いて、漏洩振動測定用実験系を用いた漏洩判定方法の確認結果について説明する。
【００４３】
図８は漏洩振動測定用実験系の構成を示す図である。図８に示すように、漏洩振動測定用実験系７は、圧力センサ７０１と、振動加速度センサ７０２と、振動分析装置７０３と、配管７０４と、漏洩孔７０５と、ポンプ７０６と、栓７０７を少なくとも有する。配管７０４としては、例えば金属管がある。
【００４４】
圧力センサ７０１は、第一の検出手段１０１に対応する。また、振動加速度センサ７０２および振動分析装置７０３は第二の検出手段１０２に対応する。また、図８では図示していないが、圧力センサ７０１や振動加速度センサ７０２および振動分析装置７０３とデータの通信を行い、流体の漏洩の有無を判定する漏洩判定部１０３や、予め用意する物理量と漏洩判定条件との対応関係を示す表を記憶する漏洩判定条件提供手段１０４を有する。
【００４５】
実験では、配管７０４に設けられた漏洩孔７０５から流体が漏洩する場合の、配管７０４内部の圧力（水圧）と、漏洩に起因する振動との相関を調査した。
【００４６】
配管７０４としては、長さ５００mm、外径７.２mm、内径６.０mmの金属管を用いた。配管７０４の長さ方向において、端から２５０mmの箇所に、直径１mmの漏洩孔７０５を設けた。配管７０４の両端は支持する構成とした。
【００４７】
配管７０４内部の水圧値の検出は、配管７０４に接続した圧力センサ７０１により行った。また、漏洩に起因する振動の検出は、配管７０４上の漏洩孔７０５の反対側へ設置した振動加速度センサ７０２により行った。振動加速度センサ７０２では、漏洩孔７０５付近における配管７０４の振動振幅に比例する電圧出力が検出された。配管７０４に設置した振動加速度センサ７０２には、さらに振動分析装置７０３に接続した。
【００４８】
実験は、ポンプ７０６により配管７０４内を一定の水圧にした後、漏洩孔７０５から水を漏洩させて行った。
【００４９】
（第１の実施例）
漏洩振動測定用実験系７を用いて、振動分析装置７０３によって配管７０４の振動周波数特性を分析し、漏洩発生時の配管７０４内の水圧と漏洩に起因する振動の周波数特性の相関関係を調査した。
【００５０】
漏洩時には、漏洩に起因する振動波形において、周波数領域で特徴的なピーク波形が見られた。以下、特徴的なピーク波形が観察された周波数をピーク周波数と呼ぶ。
【００５１】
図９は第１の実施例における水圧とピーク周波数との相関を示す図である。なお、水圧は大気圧との圧力差として示す。また、水圧とピーク周波数は、状態ａにおける数値を基準として、規格化した値を示す。状態ｂにおいて、状態ａの場合と比較して水圧が２.２倍となった。この時、ピーク周波数は１．７倍と７０%高くなった。つまり、水圧に応じてピーク周波数が変化することが確認できた。
【００５２】
以下では、水圧変化に伴う漏洩振動のピーク周波数の変化に着目し、水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮しない関連する漏洩判定方法と、本実施例の漏洩判定方法である水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮した漏洩判定方法との、漏洩検出率について比較する。ここで、漏洩検出率とは、漏洩が発生している場合に漏洩有りと判定する確率である。
【００５３】
水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮しない関連する漏洩判定方法として、水圧変化に伴うピーク周波数変化にかかわらず、漏洩判定で監視する周波数帯域を予め固定する漏洩判定を行った。以下、漏洩判定で監視する周波数帯域を監視周波数帯域と呼ぶ。
【００５４】
また、本実施例の漏洩判定方法として、水圧変化に伴う周波数変化を考慮するために、水圧と監視周波数帯域の対応表を作成し、水圧変化に応じて対応表を参照し監視周波数帯域を決定する漏洩判定を行った。図１０は、第１の実施例における水圧と監視周波数帯域の対応表である。
【００５５】
図１１は、関連技術と第１の実施例の漏洩検出率の対応表である。実験の結果、水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮しない漏洩判定方法では漏洩検出率が７０％であるのに対して、本実施例の漏洩判定方法では８５％であった。つまり、漏洩検出率が向上していた。従って、本実施例の漏洩判定方法を用いることで、水圧変化に伴うピーク周波数の変化に追随し、漏洩検出を高精度化できることが確認できた。
【００５６】
（効果）
本実施例の漏洩判定方法では、水圧に応じて監視する周波数帯域を変更し設定する。これにより、水圧変化に伴って漏洩振動におけるピーク周波数が変化した場合でも、高精度な漏洩検出が可能になる。
【００５７】
（第２の実施例）
漏洩振動測定用実験系７を用いて、振動分析装置７０３によって配管７０４の振動の振幅を分析し、漏洩発生時の配管７０４内の水圧の変化と漏洩に起因する振動の振幅の変化を調査した。
【００５８】
漏洩時には、漏洩に起因する振動波形において、周波数領域で特徴的なピーク波形が見られた。以下、周波数領域における、振動波形のピーク周波数での振幅を、振動振幅と呼ぶ。
【００５９】
図１２は、第２の実施例における水圧と振動振幅の値の相関である。ここで、水圧は大気圧との圧力差を示す。また、水圧と振動振幅は、状態ｃにおける数値を基準として、規格化した値を示す。図１２に示すように、状態ｄにおいて、状態ｃの場合と比較して水圧が２.２倍となった際に、振動振幅は３０倍に増大した。つまり、水圧に応じて振動振幅が変化することが確認できた。
【００６０】
以下では、水圧変化に伴う振動振幅の変化に着目し、水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法と、本実施例の漏洩判定方法である水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮して漏洩判定を行う漏洩判定方法との、漏洩検出率について比較する。
【００６１】
水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法として、水圧変化に伴う振幅変化にかかわらず、漏洩判定のために用いる閾値を予め固定する漏洩判定を行った。以下、漏洩判定のために用いる閾値を漏洩判定閾値と呼ぶ。
【００６２】
また、本実施例の漏洩判定方法として、水圧変化に伴う振幅変化を考慮するために、水圧と漏洩判定閾値との対応表を作成し、水圧変化に応じて対応表を参照し漏洩判定閾値を決定する漏洩検出を行った。図１３は、第２の実施例における水圧と漏洩判定閾値との対応表である。図１３において、漏洩判定閾値の単位はｄＢＶとし、１Ｖを基準とする。以下、ｄＢＶ単位は、１Ｖを基準とする。
【００６３】
図１４は、関連技術と第２の実施例の漏洩検出率の対応表である。水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法では漏洩検出率が７０％であるのに対して、本実施例の漏洩判定方法では８５％であった。つまり、漏洩検出率が向上していた。従って本実施例の漏洩判定方法を用いることで、水圧変化に伴う漏洩振動の振幅変化に追随し、漏洩検出を高精度化できることが確認できた。
【００６４】
（効果）
本実施例の漏洩判定方法では、水圧に応じて漏洩判定閾値を変更し設定する。これにより、水圧変化に伴って漏洩振動の振幅が変化した場合でも、高精度な漏洩検出が可能になる。
【００６５】
（第３の実施例）
上述したように、配管内の水圧に応じて、漏洩振動の波形のピーク周波数および振動振幅は変化した。以下では、水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法と、本実施例の漏洩判定方法である、水圧変化に伴うピーク周波数の変化および振動振幅変化を考慮する漏洩判定方法との、漏洩検出率を比較する。
【００６６】
水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法として、監視周波数帯域および漏洩判定閾値の二つの漏洩判定条件を予め固定する漏洩判定を行った。
【００６７】
また、本実施例の漏洩判定方法として、水圧変化に応じて、監視周波数帯域および漏洩判定閾値の二つの漏洩判定条件を設定する漏洩判定を行った。水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮するために、水圧と監視周波数帯域および漏洩判定閾値との対応表を作成し、監視周波数帯域および漏洩判定閾値を決定する漏洩判定を行った。図１５は、第３の実施例における水圧と監視周波数帯域および漏洩判定閾値との対応表である。
【００６８】
図１６は、関連技術と第３の実施例の漏洩検出率の対応表である。水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法では漏洩検出率が７０％であるのに対して、本実施例の漏洩判定方法では９０％であった。つまり、漏洩検出率が向上していた。従って、本実施例の漏洩判定方法を用いることで、水圧変化に伴う漏洩振動の変化に追随し、漏洩検出を高精度化できることが確認できた。
【００６９】
（効果）
本実施例の漏洩判定方法では、流体の圧力変化に対して監視周波数帯域および漏洩判定閾値の二つの漏洩判定条件を変更し設定する。これにより、漏洩検出を高精度化できる。
【００７０】
本発明は上記実施形態および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載の発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【００７１】
上記の実施形態および実施例の一部または全部は、以下の付記のように記載されうるが、以下に限られない。
【００７２】
（付記１）
配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、
前記配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段で検出した物理量および前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段と
を有する漏洩判定システム。
【００７３】
（付記２）
前記漏洩判定手段は、
前記第一の検出手段で検出した物理量に基づいて設定される判定条件と、前記第二の検出手段で検出した振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する
付記１に記載の漏洩判定システム。
【００７４】
（付記３）
前記判定条件は、前記第二の検出手段で監視を行う周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む付記２に記載の漏洩判定システム。
【００７５】
（付記４）
前記漏洩判定手段は、前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する付記２または３に記載の漏洩判定システム。
【００７６】
（付記５）
前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶する漏洩判定条件提供手段をさらに有し、
前記漏洩判定手段は、前記漏洩判定条件提供手段が提供する前記対応を用いて前記判定条件を設定する付記２または３に記載の漏洩判定システム。
【００７７】
（付記６）
前記第二の検出手段を複数備え、漏洩判定手段は、前記第一の検出手段と複数の前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う付記１から５のいずれか１項に記載の漏洩判定システム。
【００７８】
（付記７）
複数の前記第二の検出手段が、前記配管近傍の異なる場所に設置されている、付記６に記載の漏洩判定システム。
【００７９】
（付記８）
前記漏洩判定手段は、複数の前記第二の検出手段の位置と前記第二の検出手段のそれぞれで検出する振動の特徴量との相関から漏洩位置を特定する、付記６または７に記載の漏洩判定システム。
【００８０】
（付記９）
前記所定の物理量は前記配管内の流体の圧力である付記１から８のいずれか１項に記載の漏洩判定システム。
【００８１】
（付記１０）
前記所定の物理量は前記配管内の流体の流量である付記１から８のいずれか１項に記載の漏洩判定システム。
【００８２】
（付記１１）
前記所定の物理量は前記配管内の流体の流速である付記１から８のいずれか１項に記載の漏洩判定システム。
【００８３】
（付記１２）
前記第二の検出手段は、接触型振動検出手段である、付記１から１１のいずれか１項に記載の流体の漏洩判定システム。
【００８４】
（付記１３）
前記第二の検出手段は、圧電振動センサである、付記１２に記載の流体の漏洩判定システム。
【００８５】
（付記１４）
前記第二の検出手段は、非接触型振動検出手段である、付記１か９のいずれか１項に記載の漏洩判定システム。
【００８６】
（付記１５）
配管内の流体の状態を示す物理量を検出し、
前記配管を伝播する振動を検出し、
前記物理量および前記振動に基づいて漏洩判定を行う、
漏洩判定方法。
【００８７】
（付記１６）
前記物理量に基づいて設定される判定条件と、前記振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する、
付記１５に記載の漏洩判定方法。
【００８８】
（付記１７）
前記判定条件は、監視を行う周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む付記１６に記載の漏洩判定方法。
【００８９】
（付記１８）
前記物理量に基づいて前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する付記１６または１７のいずれか１項に記載の漏洩判定方法。
【００９０】
（付記１９）
前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶し、
前記対応を用いて前記判定条件を設定する
付記１６または１７のいずれか１項に記載の漏洩判定方法。
【００９１】
（付記２０）
前記物理量は前記配管内の圧力である付記１５から１９のいずれか１項に記載の漏洩判定方法。
【００９２】
（付記２１）
前記物理量は前記配管内の流量である付記１５から１９のいずれか１項に記載の漏洩判定方法。
【００９３】
（付記２２）
前記物理量は前記配管内の流速である付記１５から１９のいずれか１項に記載の漏洩判定方法。
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１３年１１月１２日に出願された日本出願特願２０１３−２３３８４８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００９４】
１−１，１−２，１−３    漏洩判定システム
７    漏洩振動測定用実験系
１０１    第一の検出手段
１０２，１０２−１，１０２−２    第二の検出手段
１０３    漏洩判定部
１０４    漏洩判定条件提供手段
Ｓ３０１    通流状態検出工程
Ｓ３０２    漏洩判定条件設定工程
Ｓ３０３    振動検出工程
Ｓ３０４    漏洩判定工程
７０１    圧力センサ
７０２    振動加速度センサ
７０３    振動分析装置
７０４    配管
７０５    漏洩孔
７０６    ポンプ
７０７    栓
【図１】
2015072130.tif 000006
【図２】
2015072130.tif 000007
【図３】
2015072130.tif 000008
【図４】
2015072130.tif 000009
【図５】
2015072130.tif 000010
【図６】
2015072130.tif 000011
【図７】
2015072130.tif 000012
【図８】
2015072130.tif 000013
【図９】
2015072130.tif 000014
【図１０】
2015072130.tif 000015
【図１１】
2015072130.tif 000016
【図１２】
2015072130.tif 000017
【図１３】
2015072130.tif 000018
【図１４】
2015072130.tif 000019
【図１５】
2015072130.tif 000020
【図１６】
2015072130.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月21日(2016.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
なお、本実施形態において、通流状態検出工程Ｓ３０１と、漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２と、振動検出工程Ｓ３０３は、その順序が図２に示す順序と異なってもよい。例えば、図３に示すように、まず振動検出工程Ｓ３０３を行い、次に通流状態検出工程Ｓ３０１を行い、最後に漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２を行ってもよい。また、図４に示すように、振動検出工程Ｓ３０３は、通流状態検出工程Ｓ３０１および漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２と並行して行うこととしてもよい。また、図５に示すように、最初に通流状態検出工程Ｓ３０１を行い、振動検出工程Ｓ３０３と漏洩判定条件設定工程Ｓ３０２とを並行して行うこととしてもよい。いずれの方法においても、本実施形態に係る漏洩判定方法と同等の効果を奏する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2015072130.tif 000022
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2015072130.tif 000023
【国際調査報告】
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2015072130.tif 000025
2015072130.tif 000026
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