(57)【要約】液体漏洩検知に特化した専用のセンサや複数種類のセンサを追加することなく、液体漏洩の発生を検知するために、発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出する液体漏洩検知装置は、第１および第２の圧力計の第１および第２の圧力測定データを蓄積データとして蓄積する情報蓄積部と、液体漏洩が発生していない正常時の蓄積データから、第１の圧力測定データと第２の圧力測定データとの相関関係を抽出してモデルを構築するモデル構築部と、抽出された相関関係と、第１および第２の圧力測定データとから、相関関係の崩れを液体漏洩の発生として検出する液体漏洩検出部と、を備える。
2014091954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出する液体漏洩検知装置であって、
前記液体流路の第１の箇所に設置され、液体の液圧を測定して第１の圧力測定データを生成する第１の圧力計と、
前記液体流路の第２の箇所に設置され、液体の液圧を測定して第２の圧力測定データを生成する第２の圧力計と、
前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データを収集して蓄積データとして蓄積する情報蓄積部と、
前記液体流路において液体漏洩が発生していない正常時の前記蓄積データから、前記第１の圧力測定データと前記第２の圧力測定データとの相関関係を抽出してモデルを構築するモデル構築部と、
前記抽出された相関関係と、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データとから、相関関係の崩れを液体漏洩の発生として検出し、検出結果を出力する液体漏洩検出部と、
を備えることを特徴とする液体漏洩検知装置。
【請求項２】
前記液体流路内の液体の液圧を変化させる調整機をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体漏洩検知装置。
【請求項３】
前記液体漏洩検出部によって液体漏洩の発生が検出された場合に、その旨を通知する通知部をさらに備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に液体漏洩検知装置。
【請求項４】
前記液体流路は、配管であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体漏洩検知装置。
【請求項５】
前記モデル構築部は、前記第１の圧力測定データと前記第２の圧力測定データとの間の相関関係を示す近似式およびフィット値を生成し、前記近似式およびフィット値をモデルとして記憶することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液体漏洩検知装置。
【請求項６】
前記モデル構築部は、生成された前記フィット値を予め定められた閾値と比較し、前記フィット値が予め定められた閾値以上である場合に、前記モデルを記憶することを特徴とする請求項５に記載の液体漏洩検知装置。
【請求項７】
前記液体漏洩検出部は、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データのうち一方を、前記近似式に代入して、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データのうち他方の予測値を算出し、前記予測値と予め定められた閾値とを比較することで、前記相関関係の崩れを判断することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液体漏洩検知装置。
【請求項８】
前記液体流路の第３の箇所に設置され、液体の液圧を測定して第３の圧力測定データを生成する第３の圧力計をさらに備え、
前記情報蓄積部は、前記第１乃至第３の圧力測定データを収集して前記蓄積データとして蓄積し、
前記モデル構築部は、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データ間の第１の相関関係、前記第１の圧力測定データおよび前記第３の圧力測定データ間の第２の相関関係、前記第２の圧力測定データおよび前記第３の圧力測定データ間の第３の相関関係を抽出してそれぞれ個別にモデルを構築し、
前記液体漏洩検出部は、前記第１の相関関係の崩れ、前記第２の相関関係の崩れ、前記第３の相関関係の崩れをそれぞれ個別に検出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体漏洩検知装置。
【請求項９】
発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出する液体漏洩検知方法であって、
液体の液圧を測定する第１の圧力計を前記液体流路の第１の箇所に設けるとともに、液体の液圧を測定する第２の圧力計を前記液体流路の第２の箇所に設け、
前記第１の圧力計および前記第２の圧力計によってそれぞれ測定された第１および第２の圧力測定データを収集して蓄積データとして情報蓄積部に蓄積し、
前記液体流路において液体漏洩が発生していない正常時の前記蓄積データから、前記第１の圧力測定データと前記第２の圧力測定データとの相関関係を抽出してモデルを構築し、
抽出された相関関係と、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データとから、相関関係の崩れを液体漏洩の発生として検出し、検出結果を出力することを特徴とする液体漏洩検知方法。
【請求項１０】
コンピュータに、発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出させる液体漏洩検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記液体漏洩検知プログラムは、
前記液体流路の第１の箇所に設置され液体の液圧を測定する第１の圧力計と、前記液体流路の第２の箇所に設置され液体の液圧を測定する第２の圧力計とから、それぞれ第１および第２の圧力測定データを収集して蓄積データとして蓄積する処理と、
前記液体流路において液体漏洩が発生していない正常時の前記蓄積データから、前記第１の圧力測定データと前記第２の圧力測定データとの相関関係を抽出してモデルを構築する処理と、
抽出された相関関係と、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データとから、相関関係の崩れを液体漏洩の発生として検出し、検出結果を出力する処理と、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出する液体漏洩検知装置、液体漏洩検知方法、および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管等の液体流路に音響センサや振動センサを設置し、これら音響センサや振動センサによる測定データを利用して、液体流路で液体漏洩が発生したことを検知することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、液体漏洩の検知ではないが、ガスの漏洩状態を検知するガス漏洩検知装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に開示されたガス漏洩検知装置は、ガスの灯外内管とガスメータとを接続する導管中に生じたガスの漏洩を検出する。ガス漏洩検知装置は、導管圧力検出手段と、フローセンサと、流量計測手段と、差圧演算手段と、漏洩判定手段とを有する。導管圧力検出手段は、導管中の所定箇所に設けられた状態で導管内のガス圧を検出して導管圧力信号を生成する圧力センサを複数有する。フローセンサは、灯外内管中又は導管中を流れるガスの流量を測定して当該測定ガス流量に係る流量信号を生成する。流量計測手段は、流量信号を変換して導管中のガス流量に係る流量情報を生成する。差圧演算手段は、互いに隣り合う圧力センサの各々が生成する導管圧力信号に基づいて、当該隣接圧力センサ間におけるガスの差圧を算出して算出された差圧に係る差圧情報を生成する。漏洩判定手段は、圧力センサ間を流れるガス流量と差圧とのガス漏洩がない場合の相関関係及び流量情報と差圧情報との相関関係を求めると共に、これらの相関関係を比較して当該圧力センサ間にガス漏れが発生しているか否かを判定して当該判定結果に係る判定情報を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３７４９２号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に開示されているような音響センサや振動センサは、液体漏洩の発生を検知することのみを目的とした専用品であり、専用品である音響センサや振動センサを設置することで、設備投資が増大するという問題があった。
また、特許文献２に開示されたガス漏洩検知装置では、検出手段として、フローセンサや複数の圧力センサのように複数種類のセンサを追加する必要があるので、特許文献１と同様に、設備投資が増大するという問題がある。
そこで、本発明は、従来の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、液体漏洩検知に特化した専用のセンサや複数種類のセンサを追加することなく、液体漏洩の発生を検知することが可能な液体漏洩検知装置、液体漏洩検知方法、および記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液体漏洩検知装置は、発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出する液体漏洩検知装置であって、前記液体流路の第１の箇所に設置され、液体の液圧を測定して第１の圧力測定データを生成する第１の圧力計と、前記液体流路の第２の箇所に設置され、液体の液圧を測定して第２の圧力測定データを生成する第２の圧力計と、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データを収集して蓄積データとして蓄積する情報蓄積部と、前記液体流路において液体漏洩が発生していない正常時の前記蓄積データから、前記第１の圧力測定データと前記第２の圧力測定データとの相関関係を抽出してモデルを構築するモデル構築部と、前記抽出された相関関係と、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データとから、相関関係の崩れを液体漏洩の発生として検出し、検出結果を出力する液体漏洩検出部と、を備えることにより、前述した課題を解決したものである。
また、本発明の液体漏洩検知方法は、発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出する液体漏洩検知方法であって、液体の液圧を測定する第１の圧力計を前記液体流路の第１の箇所に設けるとともに、液体の液圧を測定する第２の圧力計を前記液体流路の第２の箇所に設け、前記第１の圧力計および前記第２の圧力計によってそれぞれ測定された第１および第２の圧力測定データを収集して蓄積データとして情報蓄積部に蓄積し、前記液体流路において液体漏洩が発生していない正常時の前記蓄積データから、前記第１の圧力測定データと前記第２の圧力測定データとの相関関係を抽出してモデルを構築し、抽出された相関関係と、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データとから、相関関係の崩れを液体漏洩の発生として検出し、検出結果を出力することにより、前述した課題を解決したものである。
また、本発明の液体漏洩検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータに、発電所内の液体流路における液体漏洩の発生を検出させる液体漏洩検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記液体漏洩検知プログラムは、前記液体流路の第１の箇所に設置され液体の液圧を測定する第１の圧力計と、前記液体流路の第２の箇所に設置され液体の液圧を測定する第２の圧力計とから、それぞれ第１および第２の圧力測定データを収集して蓄積データとして情報蓄積部に蓄積する処理と、前記液体流路において液体漏洩が発生していない正常時の前記蓄積データから、前記第１の圧力測定データと前記第２の圧力測定データとの相関関係を抽出してモデルを構築する処理と、抽出された相関関係と、前記第１の圧力測定データおよび前記第２の圧力測定データとから、相関関係の崩れを液体漏洩の発生として検出し、検出結果を出力する処理と、を前記コンピュータに実行させることにより、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、液体の液圧を測定するために設置される既存の圧力計の測定データを利用して、配管等の液体流路において液体漏洩が発生したことを検知することが可能であるため、液体漏洩検知に特化した専用のセンサや複数種類のセンサを追加することなく、液体漏洩の発生を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態である液体漏洩検知装置の構成を概略的に示す説明図である。
図２は、圧力計および情報蓄積部の動作を示すフローチャートである。
図３は、モデル構築部の動作を示すフローチャートである。
図４は、液体漏洩検出部の動作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】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
液体漏洩検知装置は、発電所内に設置された配管における漏水の発生を検出するものである。
液体漏洩検知装置は、図１に示すように、第１の圧力計１０と、第２の圧力計２０と、第３の圧力計３０と、調整機４０と、情報蓄積部５０と、モデル構築部６０と、液体漏洩検出部としての漏水検出部７０と、通知部８０とを備えている。
第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０は、図１に示すように、それぞれ、液体流路としての配管１の第１の箇所、第２の箇所、第３の箇所にそれぞれ設置され、配管１の各箇所における水圧を測定して、それぞれ、第１乃至第３の圧力測定データを生成する。また、配管１の第１の箇所と第２の箇所との間、配管１の第１の箇所と第３の箇所との間、および、配管１の第２の箇所と第３の箇所との間には、配管１の分岐などは存在しないものとする。
調整機４０は、配管１内の水量や圧力等を調整する。本実施形態では、調整機４０は、配管１内の水圧を制御する制御弁として構成されている。
ポンプ２と第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０と調整機４０とは、図１に示すように、配管１で繋がれている。すなわち、第１の圧力計１０は、ポンプ２の吸入口側に近接した第１の箇所に設置されている。第２の圧力計２０は、ポンプ２の吐出口側に近接した第２の箇所に設置されている。第３の圧力計３０は、ポンプ２の吐出口側から離れた第３の箇所に設置されている。調整機４０は、第２の圧力計２０と第３の圧力計３０との間に配置されている。
情報蓄積部５０は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）等を含むマイクロコンピュータで構成される。情報蓄積部５０は、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０によってそれぞれ測定された第１乃至第３の圧力測定データと測定時刻の時刻データとを、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０から受けとって蓄積データとして蓄積する。
モデル構築部６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータで構成される。モデル構築部６０は、漏水が発生していない正常時の一定時間分の蓄積データを、情報蓄積部５０から受け取り、第１乃至第３の圧力測定データ間の相関関係を抽出する。より詳細には、この相関関係は、第１の圧力測定データおよび第２の圧力測定データ間の第１の相関関係、第１の圧力測定データおよび第３の圧力測定データ間の第２の相関関係、および第２の圧力測定データおよび第３の圧力測定データ間の第３の相関関係から成る。
漏水検出部７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータで構成される。漏水検出部７０は、抽出された相関関係をモデル構築部６０から受け取るとともに、情報蓄積部５０から一定時間分の蓄積データを受け取り、これらを基に後述するように配管１における漏水の発生を検知する。
通知部８０は、アラーム機やディスプレイ等で構成され、漏水検出部７０が検知した漏水の発生をアラーム音やメッセージ等で通知する。
つぎに、図２を用いて、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０および情報蓄積部５０の動作を説明する。
まず、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０は、配管１の各箇所において水圧を常に測定して、それぞれ、第１乃至第３の圧力測定データを生成している（ステップ２０１）。
次に、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０によってそれぞれ測定された第１乃至第３の圧力測定データは、測定時刻の時刻データとともに情報蓄積部５０へ通知される（ステップ２０２）。
次に、情報蓄積部５０は、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０から受け取ったデータ（第１乃至第３の圧力測定データおよび時刻データ）を蓄積データとして蓄積する（ステップ２０３）。
上述したステップ２０１〜２０３の動作は、常時、繰り返し行われる。
なお、情報蓄積部５０による情報蓄積の態様としては、リレーショナルデータベースのような機構を用いてもよいし、単純なテキストファイルで保持してもよい。また、蓄積データは、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０による第１乃至第３の圧力測定データと測定時刻の時刻データとから構成され、一般に時系列データと呼ばれている形態となる。
つぎに、図３を用いて、モデル構築部６０の動作を説明する。
まず、配管１における漏水や、配管１で繋がれている機器等での異常が一切発生していない正常動作時において、調整機４０を調整して配管１に流れる水の水圧を少しずつ変化させる（ステップ３０１）。なお、この際、水圧を上げる方向、下げる方向が混在しても構わない。
次に、調整機４０の操作により変化する水圧を、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０が検知し、その第１乃至第３の圧力測定データおよび時刻データを情報蓄積部５０へ通知し、情報蓄積部５０は、受け取った情報を随時、蓄積データとして蓄積する（ステップ３０２、図２のステップ２０１〜２０３）。
次に、モデル構築部６０は、情報蓄積部５０から、調整機４０を操作して水圧を変化させた期間の蓄積データを受け取る（ステップ３０３）。
次に、モデル構築部６０は、受け取った蓄積データから、任意の２点（すなわち、第１の圧力計１０と第２の圧力計２０の２点、第１の圧力計１０と第３の圧力計３０の２点、第２の圧力計Ｂ２０と第３の圧力計３０の２点）の間のそれぞれについて、第１乃至第３の相関関係を確認する（ステップ３０４）。
ここでは、情報蓄積部５０から入手した２点の一定時間の時系列データから、モデル構築部６０は、２点間の相関関係として、Ｂ＝ｆ（Ａ）のような近似式を生成する。近似式の生成方法としては、例えば、線形回帰と呼ばれている方法や、ほかにも既に様々な方法が提案されているため、ここでは詳細について述べない。さらに、モデル構築部６０は、生成した近似式と、生成時に利用した時系列データとから、実際のデータを近似式がどの程度近似できているかどうかの指標であるフィット値を生成する。線形回帰として最小二乗法を用いて近似した場合、フィット値は最小二乗法における決定係数とすることができる。
次に、モデル構築部６０は、フィット値と予め定められた閾値を比較し、閾値以上であれば（ステップ３０５のＮ）、２点間の関係（近似式およびフィット値）をモデルとして記憶する（ステップ３０７）。また、フィット値が閾値以下の場合（ステップ３０５のＹ）、全ての２点間の相関関係を確認していなければ（ステップ３０５のＮ）、モデル構築部６０は、相関関係を確認していない他の任意の２点間の相関関係を確認する（ステップ３０４）。そして、全ての任意の２点の相関関係を確認していれば（ステップ３０５のＹ）、処理は終了する。
なお、以下では、記憶された２点間の関係をモデルと呼ぶ。
つぎに、図４を用いて、漏水検出部７０の動作を説明する。
なお、漏水検出部７０の動作のためには、予め、モデル構築部６０によってモデルが構築されている必要がある。さらに、情報蓄積部５０には、常に第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０からの第１乃至第３の圧力測定データが蓄積データとして充分蓄積されているものとする。
まず、漏水検出部７０は、情報蓄積部５０から、漏水を検知したい、ある時刻ｔから過去一定時間分の蓄積データを取得する（ステップ４０１）。ここで、ある時刻ｔとは、現在時刻より若干の過去の時刻とする。仮に現在時刻の測定データが常に情報蓄積部５０に蓄積されている場合は、時刻ｔは現在時刻でも構わない。
次に、漏水検出部７０は、モデル構築部６０に記憶されているモデルを取得する（ステップ４０２）。
次に、漏水検出部７０は、モデルから、第１の圧力計Ａ１０と第２の圧力計Ｂ２０との２点間の関係（近似式Ｂ＝ｆ（Ａ）およびフィット値）を取得する（ステップ４０３）。
次に、漏水検出部７０は、情報蓄積部５０から入手した蓄積データに含まれる第１の圧力計１０の測定値ａを、近似式Ｂ＝ｆ（Ａ）へ代入し、結果である第２の圧力計２０における水圧予測値ｂ’を求める（ステップ４０４）。
次に、漏水検出部７０は、求められた第２の圧力計２０における水圧予測値ｂ’と、情報蓄積部５０から入手した第２の圧力計２０の測定値ｂとの差異Ｒを算出する（ステップ４０５）。
次に、差異Ｒが予め定められた閾値を超えている場合（ステップ４０６のＹ）、漏水検出部７０は、近似式Ｂ＝ｆ（Ａ）の関係が成り立っていない状態と判断し、第１の圧力計１０と第２の圧力計２０との２点間に漏水が発生している可能性があると判断して、通知部８０へ通知する（ステップ４０７）。
次に、ステップ４０７で通知した後、および、差異Ｒがあらかじめ定められた閾値を超えていない場合（ステップ４０６のＮ）、漏水検出部７０は、モデルに記録されている全ての２点間における差異Ｒを算出したかどうかを確認し（ステップ４０８）、算出していなければ（ステップ４０８のＮ）、モデルに記録されている他の２点間について、ステップ４０３からの処理を実行する。
モデルに記録されている全ての２点間における差異Ｒを算出している場合（ステップ４０８のＹ）、漏水検出部７０は、時刻ｔを一定時間△ｔ分だけ進めてステップ４０１からの処理を繰り返す。
ここで△ｔは、漏水を検知したい間隔から設定されるものであるが、第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０が情報蓄積部５０へ測定した結果（第１乃至第３の圧力測定データ）を通知する間隔よりも大きい必要がある。
このようにして得られた本実施形態の液体漏洩検知装置は、液体の液圧を測定するために設置される既存の一種類の第１乃至第３の圧力計１０、２０、３０の第１乃至第３の圧力測定データを利用して、配管１において液体漏洩が発生したことを検知することが可能であるため、液体漏洩検知に特化した専用のセンサや複数種類のセンサを必要とすることなく、液体漏洩の発生を検知することができる。
また、本実施形態の液体漏洩検知装置では、３つの圧力計１０、２０、３０の中から選択された２つの圧力計間の相関関係の崩れを監視して漏水として検出するため、漏水発生の初期段階で漏水を検出でき、また、少量の漏水も検知することができる。
なお、上述した実施形態では、液体流路が配管であるものとして説明したが、液体収容部の具体的態様は、液体を移送するものであれば如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、圧力計の設置箇所間（具体的には、配管の第１の箇所と第２の箇所との間、第１の箇所と第３の箇所との間、第２の箇所と第３の箇所との間）には、配管の分岐などが存在しないものとして説明した。しかしながら、圧力計の設置箇所間に配管の分岐などが存在する場合であっても、漏水が発生した際に圧力計間の相関関係の崩れを検出することができる場合には、本発明を適用することができる。
また、上述した実施形態では、液体が水であるものとして説明したが、液体の具体的態様はこれに限定されない。
また、上述した実施形態では、配管に対して設置される圧力計の個数が３つであるものとして説明した。しかしながら、少なくとも２つの圧力計を異なる場所に設置すればよく、圧力計の個数は如何なるものでもよい。
【符号の説明】
【０００９】
１    ・・・  配管（液体流路）
２    ・・・  ポンプ
１０    ・・・  第１の圧力計
２０    ・・・  第２の圧力計
３０    ・・・  第３の圧力計
４０    ・・・  調整機
５０    ・・・  情報蓄積部
６０    ・・・  モデル構築部
７０    ・・・  漏水検出部（液体漏洩検出部）
８０    ・・・  通知部
この出願は、２０１２年１２月１４日に出願された、日本特許出願第２０１２−２７３４４６号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。
【図１】
2014091954.tif 000003
【図２】
2014091954.tif 000004
【図３】
2014091954.tif 000005
【図４】
2014091954.tif 000006
【国際調査報告】
2014091954.tif 000007
2014091954.tif 000008