(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の音及び可聴域周波数の音を取り込むことが可能なマイクロホン素子を備えており、取り込んだ音を受信信号に変換するマイクロホン、
操作用音声をマイクロホン素子に向けて導く音声伝達部、
マイクロホンが変換した受信信号を受け、取り込んだ音が超音波の音、又は可聴域周波数の音のいずれであるかを判別する判別部、
判別部が超音波の音であると判別したとき、漏洩検出処理を行う漏洩検出処理部、
判別部が可聴域周波数の音であると判別したとき、当該操作用音声の内容に応じた操作処理を行う音声操作処理部、
を備えたことを特徴とする流体漏洩測定装置。
【請求項２】
指向性を有しており限られた集音範囲の音を検知し、超音波の音及び可聴域周波数の音を取り込むことが可能なマイクロホン素子を備えており、取り込んだ音を受信信号に変換するマイクロホン、
操作用音声をマイクロホン素子の集音範囲に向けて導く音声伝達部、
マイクロホンが変換した受信信号を受け、取り込んだ音が超音波の音、又は可聴域周波数の音のいずれであるかを判別する判別部、
判別部が超音波の音であると判別したとき、漏洩検出処理を行う漏洩検出処理部、
判別部が可聴域周波数の音であると判別したとき、当該操作用音声の内容に応じた操作処理を行う音声操作処理部、
を備えたことを特徴とする流体漏洩測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に係る流体漏洩測定装置において、
音声通路部が導いた操作用音声を反射する反射部であって、反射した操作用音声がマイクロホン素子に適正に取り込まれるように角度調整されて設けられた反射部、
を備えたことを特徴とする流体漏洩測定装置。
【請求項４】
先端部、及び操作面が形成された後端部を有する本体部、
指向性を有しており限られた集音範囲の音を検知し、流体の漏洩に伴って発生する超音波の音、及び可聴域周波数の音を取り込む、本体部の先端部に設けられたマイクロホン素子を備えており、取り込んだ音を受信信号に変換するマイクロホン、
本体部の後端部に設けられた入口部、及び本体部の先端部に設けられた出口部を有する音声伝達部であって、入口部から入った操作用音声を出口部に伝達する音声伝達部、
音声通路部の出口部から出た操作用音声を反射する反射部であって、反射した操作用音声がマイクロホン素子の集音範囲に向けて適正に導かれるよう角度調整されて設けられた反射部、
マイクロホンが変換した受信信号を受け、取り込んだ音が超音波の音、又は可聴域周波数の音のいずれであるかを判別する判別部、
判別部が超音波の音であると判別したとき、漏洩検出処理を行う漏洩検出処理部、
判別部が可聴域周波数の音であると判別したとき、当該操作用音声の内容に応じた操作処理を行う音声操作処理部、
を備えたことを特徴とする流体漏洩測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願に係る流体漏洩測定装置は、配管や密閉容器等からの流体の漏洩を検査し、漏洩箇所や漏洩量を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントや工場には、蒸気、ヘリウムガス、二酸化炭素、空気等の流体を移送するための配管が設置されていることが多い。ところが、この配管の経年劣化等が原因で配管のフランジ部や管の継ぎ手部等に隙間や破損が生じ、ここから流体が配管外部に漏洩することがある。このような漏洩が発生すると、プラントや工場の適正な稼動が確保できない。したがって、漏洩に対する検査技術が重要視されており、的確な処置を施すことができるよう、漏洩箇所や漏洩量を正確に測定する装置が提案されている。また、漏洩検査は、密閉された容器内の流体漏洩に関しても行われることがある。
【０００３】
このような漏洩検査に用いられる測定装置としては、後記の特許文献に記載された技術がある。この特許文献に開示されている装置はピストル型の形状を備えたハンディタイプの測定装置であり、先端部に指向性を有するマイクが設けられている。配管等に漏洩が生じている場合、漏洩に伴って漏洩箇所からは超音波が発生するため、この装置の先端部を測定個所に向け、超音波をキャッチすることで漏洩検査を行う。超音波をキャッチした場合、検出音等で検出を報知する。
【０００４】
また、このハンディタイプの測定装置には、操作者が目視可能な後端部に液晶表示部や各種の操作釦が設けられており、操作者は指で操作釦を操作して必要な入力を行う。後記特許文献には、操作釦を通じて測定対象となる位置情報や流体情報を入力し、この入力情報に基づいて漏洩個所とともに漏洩量を測定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2002-122507号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のように、特許文献に開示されている測定装置には、その後端部に操作釦が設けられている。ここで操作者は検査実施中に、たとえば測定対象までの距離や検出音の音量等を調整するため、操作釦を通じて入力を行うことがある。入力は指で操作釦を押圧して行うため、入力の際、ハンディタイプの測定装置がわずかに動き先端部の方向にずれが生じてしまうことが多い。
【０００７】
先端部に設けられたマイクは前述のように指向性を備えており、漏洩個所を正確に特定するために集音範囲を限定していることが多い。このため、入力に伴って測定装置の先端部にずれが生じると適正な漏洩検査を行うことができないという問題がある。特に、たとえばプラントや工場の天井や設備の入り組んだ場所に配置されている配管等を検査する場合、操作者は接近して検査することができないために測定装置と測定対象との距離は大きくなる。このため、測定装置の先端部方向のわずかなずれによって測定個所が大きく動くことになり、漏洩個所の特定がより困難になる。
【０００８】
また、漏洩検査の際、操作者は手袋を着用していることが多く、操作釦を操作しづらいという問題もある。そして、手袋を着用した不便な状態で操作釦を押圧すると測定装置の先端部方向のずれがさらに大きくなることが多く、漏洩箇所の特定が一層困難になる。
【０００９】
そこで本願に係る流体漏洩測定装置は、前述の問題を解決することを課題とし、操作性に優れており、かつ正確に漏洩箇所を検出することができる流体漏洩測定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願に係る流体漏洩測定装置は、
超音波の音及び可聴域周波数の音を取り込むことが可能なマイクロホン素子を備えており、取り込んだ音を受信信号に変換するマイクロホン、
操作用音声をマイクロホン素子に向けて導く音声伝達部、
マイクロホンが変換した受信信号を受け、取り込んだ音が超音波の音、又は可聴域周波数の音のいずれであるかを判別する判別部、
判別部が超音波の音であると判別したとき、漏洩検出処理を行う漏洩検出処理部、
判別部が可聴域周波数の音であると判別したとき、当該操作用音声の内容に応じた操作処理を行う音声操作処理部、
を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、本願に係る流体漏洩測定装置は、
指向性を有しており限られた集音範囲の音を検知し、超音波の音及び可聴域周波数の音を取り込むことが可能なマイクロホン素子を備えており、取り込んだ音を受信信号に変換するマイクロホン、
操作用音声をマイクロホン素子の集音範囲に向けて導く音声伝達部、
マイクロホンが変換した受信信号を受け、取り込んだ音が超音波の音、又は可聴域周波数の音のいずれであるかを判別する判別部、
判別部が超音波の音であると判別したとき、漏洩検出処理を行う漏洩検出処理部、
判別部が可聴域周波数の音であると判別したとき、当該操作用音声の内容に応じた操作処理を行う音声操作処理部、
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本願に係る流体漏洩測定装置においては、操作用音声をマイクロホン素子に向けて導く音声伝達部を備えており、音声操作処理部は操作用音声の内容に応じた操作処理を行う。
【００１３】
したがって、操作釦を押圧して入力する必要がないため、操作性に優れた流体漏洩測定装置を提供することができる。また、操作釦の押圧にともなってマイクロホン素子の方向にずれが生じることを回避することができるため、正確に漏洩箇所を検出することができる流体漏洩測定装置を提供することができる。さらに、操作用音声を取り込むための専用のマイクロホンを別途設けるものではないため、部品の増加や構造の複雑化を回避した流体漏洩測定装置を提供することができる。
【００１４】
また、本願に係る流体漏洩測定装置においては、マイクロホンは指向性を有しており限られた集音範囲の音を検知する。そして、音声伝達部は操作用音声をマイクロホン素子の集音範囲に向けて導く。
【００１５】
したがって、集音範囲外から発せられた操作用音声であっても、音声伝達部が操作用音声をマイクロホン素子の集音範囲に向けて導くため、確実に操作用音声の内容に応じた操作処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願に係る流体漏洩測定装置の第１の実施形態を示す測定機器の外観を示す右側面図である。
【図２】図１に示す測定機器の正面図である。
【図３】図１に示す測定機器の背面図である。
【図４】図１に示す測定機器の電気回路の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態における用語説明］
実施形態において示す主な用語は、それぞれ本願に係る流体漏洩測定装置の下記の構成要素に対応している。
本体2…本体部
先端2a…先端部
後端2b…後端部
マイクロホン素子4…マイクロホン素子
操作面8…操作部
音声用通路30及びガイドカバー38…音声伝達部
音声入口部31…入口部
音声出口部32…出口部
音声反射板35…反射部
マイクロホン40…マイクロホン
判別部43…判別部
漏洩検出処理部44…漏洩検出処理部
音声操作処理部45…音声操作処理部
【００１８】
［第１の実施形態］
本願に係る流体漏洩測定装置の第１の実施形態である測定機器を図面に基づいて説明する。図１は測定機器の右側面図であり、図２は正面図、図３は背面図である。
【００１９】
（測定機器の全体構成の説明）
図１に示すように、測定機器の本体2はピストル型の形状を備えており、操作者は把持部21を手で把持して配管等の漏洩検査を行う。また、本体2には電源スイッチ6が設けられている。
【００２０】
本体2の先端2aには、指向性を有するマイクロホン素子4が配置されており、所定の集音範囲の音を取り込むことができる。マイクロホン素子4の集音角度は制御可能であり、操作者の操作に従って自在に拡大・縮小させることができる。本実施形態においては、集音角度を4段階に切り替えることができる。また、本実施形態で用いるマイクロホン素子4を有するマイクロホン（例えば、MEMSマイクロホン又はシリコンマイクロホン等。）は広帯域（100Hz〜80kHz）に対応可能であり、可聴域周波数と超音波の双方の音を取り込むことができる。なお、先端2aには、着脱可能にキャップ5が取り付けられる。
【００２１】
一方、本体2の後端2bには、図３に示すように操作面8が形成されている。この操作面8には、液晶画面10、各種操作釦11、12、13、14、15、16が配置されている。また、本体2の右側面に形成されたジャック22にはイヤホン50のプラグが接続され、操作者はこのイヤホン50を耳に装着して検出音等を確認しながら検査を行う。なお、図３に示す取付部23にはストラップ（図示せず）を取り付けることができる。操作者はストラップに手を通して本体2を把持すれば、確実に手元で測定装置を固定して検査を行うことができる。
【００２２】
本体2の内部には音声用通路30が設けられている。この音声用通路30は中空のストロー状の形態を有しており、本体2の後端2bに対面している操作者の操作用音声を、音声用通路30の音声入口部31から音声出口部32に導く。音声用通路30の音声入口部31には外側に向けて広がりを有するガイドカバー38が取り付けられており、操作用音声を確実に音声用通路30内に取り入れるようになっている。
【００２３】
音声用通路30の音声出口部32近傍には、音声反射板35が設けられている。この音声反射板35は、音声出口部32から出た操作用音声を反射し、マイクロホン素子4に到達させる。そして、音声反射板35は、マイクロホン素子4の集音角度が最も小さく設定された場合にも、操作用音声がマイクロホン素子4に確実に取り込まれるよう角度調整されて本体2内に固定されている。
【００２４】
音声用通路30が設けられていることによって、操作者は測定機器の本体2の先端2aを検査対象の方向に向けたままの状態で、後端2b側から操作用音声を音声入力することが可能になる。特に、前述のようにマイクロホン素子4は、検査機能の都合上、指向性を有しており、限定された範囲の音のみを取り込むため、従来の測定機器の構成では本体2の後端2b側からの音声を取り込むことは難しい。また、検査の現場では騒音が大きいことが多く、音声入力には適さないとされていた。本実施形態における音声用通路30は、このような困難性を克服し、流体の漏洩検査を行う測定機器への音声入力を可能にするものである。
【００２５】
（電気回路の機能ブロック図に基づく説明）
次に、本実施形態に係る測定機器の電気回路の機能ブロック図を説明する。図４に示すように、マイクロホン素子4に取り込まれた音はアンプ41で増幅された上、A/D変換器42でその音の性質を表す電気信号に変換されて出力される。これらマイクロホン素子4、アンプ41及びA/D変換器42がマイクロホン40を構成する。
【００２６】
A/D変換器42が出力した電気信号は判別部43に与えられる。判別部43はこの信号を受け、マイクロホン素子4が取り込んだ音が、配管の漏洩箇所から発生している漏洩音又は操作者が入力した操作用音声のいずれであるかを判別する。本実施形態では、取り込んだ音の周波数が100Hz以上40kHz未満であれば可聴域周波数の操作用音声と判別し、40kHz以上であれば超音波、すなわち漏洩音と判別する。
【００２７】
判別部43が漏洩音であると判別したとき、判別部43は漏洩検出処理部44に信号を与える。漏洩検出処理部44はこれを受け、流体の漏洩量を算出して制御部49に向けて信号を出力する。そして、制御部49は液晶画面10への漏洩量の表示や検出音の発生等、所定の漏洩検出処理を行う。
【００２８】
これに対し、判別部43が操作用音声であると判別したとき、判別部43は音声操作処理部45に信号を与える。音声操作処理部45には音声認識のためのコンピュータプログラムが格納されており、操作者が音声入力した操作用音声の内容を認識することができる。そして、音声操作処理部45は操作用音声の内容に従った処理を実行する。
【００２９】
たとえば、操作者が検査対象となる配管等の内部を流れる流体の種類、たとえば「蒸気」、「ヘリウムガス」、「二酸化炭素」、「空気」を音声入力した場合、音声操作処理部45は制御部49に信号を与え、制御部49はこれを受けて液晶画面10に流体の種類を表示する。また、流体の種類は音声操作処理部45から漏洩検出処理部44にも与えられる。配管等の流体の種類によって、漏洩音と漏洩量との関係は異なるため、漏洩検出処理部44は与えられた流体の種類に従って漏洩音から漏洩量を算出する。
【００３０】
また、操作者が「距離１」、「距離２」、「距離３」又は「距離４」の操作用音声を音声入力した場合、音声操作処理部45は各段階に応じてマイクロホン素子4の集音角度を4段階に切り替えるための信号を制御部49に与え、制御部49はこれに従って集音角度を切り替える。さらに、「ボリューム大きく」又は「ボリューム小さく」の操作用音声に対しては、イヤホン50（図３）を通じて操作者に与えられる検出音等の音量を段階的に調整するための信号が制御部49に与えられ、制御部49は音量調整を行う。
【００３１】
なお、制御部49には各種操作釦11、12、13、14、15、16（図３）も接続されており、操作者は状況に応じて音声入力に代え各種操作釦11、12、13、14、15、16を通じた入力を行うことができるようになっている。
【００３２】
（検査手順の説明）
続いて、本実施形態に係る測定機器を用いて、プラントや工場に設置された配管の漏洩検査を行う際の手順の概要を説明する。
【００３３】
操作者は、本体2の把持部21を片手で把持し、キャップ5を取り外す。そして、電源スイッチ6を握り込み、測定機器の電源をオンにする。これによって、マイクロホン素子4は取り込んだ音に対する反応を開始する。なお、マイクロホン素子4の初期の集音角度は、4段階中、最も角度が大きい「4」に設定されている。
【００３４】
そして、操作者は検査に先立って配管内の流体の種類を音声入力する。たとえば、「蒸気」と発声して入力する。これによって、上述のように、液晶画面10には流体の種類として「蒸気」が表示される。
【００３５】
この状態で操作者は本体2の先端2aを検査対象となる配管に向け、先端2aをゆっくり往復的に動かしながら配管に沿って進む。配管から蒸気が漏洩している箇所がある場合、その漏洩音がマイクロホン素子4に取り込まれて検出音が発生し、操作者はイヤホン50を通じて漏洩の検出音を認識する。なお、マイクロホン素子4が漏洩音を取り込んだ場合、検出音が発生するとともに、液晶画面10にはその漏洩量が表示される。
【００３６】
この段階では、マイクロホン素子4の集音角度は、4段階中、最も角度が大きい「4」に設定されているため、漏洩箇所の大よその方向は把握できるが、正確な漏洩箇所までは分からない。したがって、ここから漏洩箇所の正確な特定を行うために、徐々に集音角度の絞り込みを行う。
【００３７】
具体的には、操作者は検出音を手がかりに漏洩個所に見当をつけながら配管に接近していく。そして、接近に従って「距離3」、「距離２」、「距離1」と測定機器に音声入力を行う。この音声入力を受け、音声操作処理部45は制御部49に信号を与え、制御部49はこれに従ってマイクロホン素子4の集音角度を段階的に切り替える。なお、接近の過程で検出音が消えた場合、接近の方向が誤っていたと判断できるため、逆に配管から離れてたとえば「距離4」と音声入力して集音範囲を広げ、再度、漏洩音を取り込み、ここから再び接近動作を行う。
【００３８】
「距離1」の音声入力が行われた場合、集音角度は最小の「1」に設定され集音範囲は最も狭小になる。この段階では、操作者は配管に接近し、測定機器の先端2aと配管との距離が小さいため、漏洩箇所を正確に特定することができる。
【００３９】
なお、操作者の「距離4」、「距離3」、「距離２」、「距離1」の音声入力に代えて、集音角度を表す「角度4」、「角度3」、「角度2」、「角度1」の音声入力を行って集音角度を調整するようにしてもよい。
【００４０】
［その他の実施形態等］
上述の実施形態においては、マイクロホン素子4の集音角度は4段階に調整可能としたが、3段階以下、又は5段階以上に調整可能としてもよい。また、測定機器の先端2aに、赤外線照射素子を設け、マイクロホン素子4による集音範囲の中心部に常に赤外線が照射されるようにして、操作者が集音範囲を容易かつ確実に目視できるようにすることもできる。
【００４１】
さらに、測定機器に撮影用カメラを取り付け、漏洩箇所の動画又は静止画の画像データを記録するようにしてもよい。この場合、操作者が「撮影」と音声入力することで撮影用カメラが作動し画像データが記録されるように構成することができる。
【符号の説明】
【００４２】
2：本体    2a：先端    2b：後端    4：マイクロホン素子
8：操作面    30：音声用通路    38：ガイドカバー    31：音声入口部
32：音声出口部    35：音声反射板    40：マイクロホン    43：判別部
44：漏洩検出処理部    45：音声操作処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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