(57)【要約】【課題】配管上の破損位置の探査精度の向上を図ること。【解決手段】音波を生成する信号発生手段３と、配管２の内部に設置され、信号発生手段３により生成された音波を送信する複数の音波送信手段４ａ，４ｂと、配管２の内部に音波送信手段４ａ，４ｂと対向して設置され、音波を受信する複数の音波受信手段５ａ，５ｂと、各音波送信手段４ａ，４ｂから同時に音波を発生させて、同時に各音波受信手段５ａ，５ｂで検出した信号に基づいて、各音波受信手段５ａ，５ｂ間の空間伝播特性を計測する計測手段６と、計測手段６により計測された空間伝播特性に基づいて、配管２上の破損位置１で発生する反射波伝播時間を算出する算出手段７とを備え、算出手段７により算出された反射波伝播時間と、音速と、各音波受信手段５ａ，５ｂ間の距離とに基づいて、配管２上の破損位置１を特定する。【選択図】　　図１
2004061361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波を使用して、被検体である配管上の破損位置を探査する配管破損探査装置において、
音波を生成する信号発生手段と、
前記配管の内部に設置され、前記信号発生手段により生成された音波を送信する複数の音波送信手段と、
前記配管の内部に前記各音波送信手段と対向して設置され、音波を受信する複数の音波受信手段と、
前記各音波送信手段から同時に音波を発生させて、同時に前記各音波受信手段で検出した信号に基づいて、前記各音波受信手段間の空間伝播特性を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された空間伝播特性に基づいて、前記配管上の破損位置で発生する反射波伝播時間を算出する算出手段とを備え、
前記算出手段により算出された反射波伝播時間と、音速と、前記各音波受信手段間の距離とに基づいて、前記配管上の破損位置を特定するようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の配管破損探査装置において、
前記計測手段としては、前記各音波受信手段間の空間伝播特性として空間伝達関数を計測し、
前記算出手段としては、前記計測手段により計測された空間伝達関数を逆フーリエ変換することで得られるインパルス応答関数の振幅ピーク値を基に反射波伝播時間を算出するようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【請求項３】
前記請求項１に記載の配管破損探査装置において、
前記計測手段としては、前記各音波受信手段間の空間伝播特性として相互相関関数を計測し、
前記算出手段としては、前記計測手段により計測された相互相関関数で卓越した振幅発生時間を基に反射波伝播時間を算出するようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【請求項４】
前記請求項１に記載の配管破損探査装置において、
前記信号発生手段としては、音波の振幅、位相の調整を行なう振幅・位相調整部を有し、
前記各音波送信手段から振幅、位相の異なった音波を送信することで、前記配管の内部に定在波を作り、当該配管上の破損位置で音圧振幅が大きくなるように振幅、位相調整するようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【請求項５】
前記請求項１に記載の配管破損探査装置において、
前記信号発生手段としては、周波数を変化させるスイープ信号を用いるようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【請求項６】
前記請求項１、請求項３、または請求項５のいずれか１項に記載の配管破損探査装置において、
前記信号発生手段としては、振幅あるいは位相を複数回変化させる毎に得た相互相関関数を加算処理するようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【請求項７】
前記請求項１に記載の配管破損探査装置において、
前記音波送信手段から定期的に音波を送信させて、前記計測手段により計測された空間伝播特性をモニタリングすることで、前記配管上の破損位置の発生状況と破損位置を推定するようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【請求項８】
前記請求項１に記載の配管破損探査装置において、
前記音波送信手段としては、通常は情報伝達手段に使用し、当該情報伝達に異常が起こった場合に、前記信号発生手段から模擬信号を発生させて、前記配管内部の破損を含む状態変化を推定するようにしたことを特徴とする配管破損探査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音波を使用して被検体である配管上の破損位置を探査する配管破損探査装置に係り、特にガス管や水道管等のライフラインの保守・改善に好適な配管破損探査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばガス管や水道管等の配管上の破損位置を探査するための破損探査においては、平常時は、配管の破損により発生する漏水音を検出することで、破損位置を探査するようにしている。
【０００３】
また、被災等で配管の水が抜けた状態では、外部から配管内に再度、水を供給して漏水を発生させ、漏水音を検出するようにしている。
【０００４】
一方、空管の破損探査に関しては、上記の方法の他に、ロボットやスモークを注入して、破損箇所からの漏れを検出する方法が提案されてきている。
【０００５】
また、音波を使用して、配管上の破損位置を探査する方法も提案されてきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような方法においては、そのいずれの方法でも探査精度が低いという問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、音波を使用して被検体である配管上の破損位置を検知する場合に、配管上の破損位置の探査精度の向上を図ることが可能な配管破損探査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に対応する発明では、音波を使用して、被検体である配管上の破損位置を探査する配管破損探査装置において、音波を生成する信号発生手段と、配管の内部に設置され、信号発生手段により生成された音波を送信する複数の音波送信手段と、配管の内部に各音波送信手段と対向して設置され、音波を受信する複数の音波受信手段と、各音波送信手段から同時に音波を発生させて、同時に各音波受信手段で検出した信号に基づいて、各音波受信手段間の空間伝播特性を計測する計測手段と、計測手段により計測された空間伝播特性に基づいて、配管上の破損位置で発生する反射波伝播時間を算出する算出手段とを備え、算出手段により算出された反射波伝播時間と、音速と、各音波受信手段間の距離とに基づいて、配管上の破損位置を特定するようにしている。
【０００９】
従って、請求項１に対応する発明の配管破損探査装置においては、音波を使用して配管上の破損位置を検知する場合に、複数の音波送信手段から同時に音波を発生させることで、配管上の破損位置で発生する反射波伝播時間から破損位置を特定することにより、複数の音波同士の干渉効果を利用して、配管上の破損位置の探査精度の向上を図ることができる。
【００１０】
また、請求項２に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の配管破損探査装置において、計測手段としては、各音波受信手段間の空間伝播特性として空間伝達関数を計測し、算出手段としては、計測手段により計測された空間伝達関数を逆フーリエ変換することで得られるインパルス応答関数の振幅ピーク値を基に反射波伝播時間を算出するようにしている。
【００１１】
従って、請求項２に対応する発明の配管破損探査装置においては、各音波受信手段間の空間伝播特性として空間伝達関数を計測し、当該空間伝達関数を逆フーリエ変換することで得られるインパルス応答関数の振幅ピーク値を基に反射波伝播時間を算出することにより、配管上の破損位置の探査精度をより一層向上させることができる。
【００１２】
さらに、請求項３に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の配管破損探査装置において、計測手段としては、各音波受信手段間の空間伝播特性として相互相関関数を計測し、算出手段としては、計測手段により計測された相互相関関数で卓越した振幅発生時間を基に反射波伝播時間を算出するようにしている。
【００１３】
従って、請求項３に対応する発明の配管破損探査装置においては、各音波受信手段間の空間伝播特性として相互相関関数を計測し、当該相互相関関数で卓越した振幅発生時間を基に反射波伝播時間を算出することにより、配管上の破損位置の探査精度をより一層向上させることができる。
【００１４】
一方、請求項４に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の配管破損探査装置において、信号発生手段としては、音波の振幅、位相の調整を行なう振幅・位相調整部を有し、各音波送信手段から振幅、位相の異なった音波を送信することで、配管の内部に定在波を作り、当該配管上の破損位置で音圧振幅が大きくなるように振幅、位相調整するようにしている。
【００１５】
従って、請求項４に対応する発明の配管破損探査装置においては、複数の音波送信手段から振幅、位相の異なった音波を送信することで、配管の内部に定在波を作り、当該配管上の破損位置で音圧振幅が大きくなるように、振幅、位相調整することにより、配管上の破損位置の探査精度をより一層向上させることができる。
【００１６】
また、請求項５に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の配管破損探査装置において、信号発生手段としては、周波数を変化させるスイープ信号を用いるようにしている。
【００１７】
従って、請求項５に対応する発明の配管破損探査装置においては、信号発生手段において、周波数を変化させるスイープ信号を用いることにより、音波受信手段からの検出信号の対雑音特性を向上させて、配管上の破損位置の探査精度をより一層向上させることができる。
【００１８】
さらに、請求項６に対応する発明では、上記請求項１、請求項３、または請求項５のいずれか１項に対応する発明の配管破損探査装置において、信号発生手段としては、振幅あるいは位相を複数回変化させる毎に得た相互相関関数を加算処理するようにしている。
【００１９】
従って、請求項６に対応する発明の配管破損探査装置においては、振幅あるいは位相を複数回変化させる毎に得た相互相関関数を加算処理することにより、配管上の破損位置の探査精度をより一層向上させることができる。
【００２０】
一方、請求項７に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の配管破損探査装置において、音波送信手段から定期的に音波を送信させて、計測手段により計測された空間伝播特性をモニタリングすることで、配管上の破損位置の発生状況と破損位置を推定するようにしている。
【００２１】
従って、請求項７に対応する発明の配管破損探査装置においては、音波送信手段から定期的に音波を送信させて、計測手段で計測された空間伝播特性をモニタリングすることにより、仮にはっきりインパルス応答のピークが卓越しなくても、１回前のデータとの比較で、配管上の破損位置の発生状況と破損位置を推定して、配管の特性変化を把握することができる。
【００２２】
また、請求項８に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の配管破損探査装置において、音波送信手段としては、通常は情報伝達手段に使用し、当該情報伝達に異常が起こった場合に、信号発生手段から模擬信号を発生させて、配管内部の破損を含む状態変化を推定するようにしている。
【００２３】
従って、請求項８に対応する発明の配管破損探査装置においては、音波送信手段は、通常は情報伝達手段に使用し、当該情報伝達に異常が起こった場合には、信号発生手段から模擬信号を発生させることにより、配管内部の破損を含む状態変化を推定して、配管破損探査装置自体を有効利用することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、音波を使用して被検体である配管上の破損位置を検知する場合に、複数の音波送信手段から同時に音波を発生させることで、配管上の破損位置で発生する反射波伝播時間から破損位置を特定することにより、複数の音波同士の干渉効果を利用して、配管上の破損位置の探査精度の向上を図るようにするものである。
【００２５】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態：請求項１に対応）
図１は、本実施の形態による音波を使用して被検体である配管上の破損位置を探査する配管破損探査装置の概略構成例を示すブロック図である。
【００２７】
すなわち、本実施の形態による配管破損探査装置は、図１に示すように、信号発生部３と、複数の音波送信部４ａ，４ｂと、複数の音波受信部５ａ，５ｂと、計測部６と、算出部７とから構成している。
【００２８】
信号発生部３は、音波を生成するものである。
【００２９】
複数の音波送信部４ａ，４ｂは、破損部１が存在する配管２の内部に設置され、信号発生部３により生成された音波を送信する。
【００３０】
複数の音波受信部５ａ，５ｂは、破損部１が存在する配管２の内部に各音波送信部４ａ，４ｂと対向して設置され、音波を受信する。
【００３１】
計測部６は、各音波送信部４ａ，４ｂから同時に音波を発生させて、同時に各音波受信部５ａ，５ｂで検出した信号に基づいて、各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性を計測する。
【００３２】
算出部７は、計測部６により計測された空間伝播特性に基づいて、配管２上の破損部１位置で発生する反射波伝播時間を算出する。
【００３３】
そして、この算出部７により算出された反射波伝播時間と、音速と、各音波受信部５ａ，５ｂ間の距離とに基づいて、配管２上の破損部１位置を特定するようにしている。
【００３４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による配管破損探査装置の作用について説明する。
【００３５】
図１において、信号発生部３から、複数の音波送信部４ａ，４ｂに信号を送って、各音波送信部４ａ，４ｂから同時に音波を発生させて、同時に複数の音一波受信部５ａ，５ｂで検出した信号を用いて、計測部６で各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性を計測する。
【００３６】
さらに、この計測された空間伝播特性に基づいて、算出部７で配管２上の破損部１位置で発生する反射波伝播時間を算出する。
【００３７】
そして、この反射波伝播時間に音速を乗じることで、配管２上の破損部１位置を特定する。
【００３８】
以上のようにして、配管２上の破損部１位置で発生する反射波伝播時間から破損部１位置を特定することにより、複数の音波同士の干渉効果を利用して、配管２上の破損部１位置の探査精度の向上を図ることができる。
【００３９】
上述したように、本実施の形態による配管破損探査装置では、音波を使用して配管２上の破損部１位置を検知する場合に、複数の音波送信部４ａ，４ｂから同時に音波を発生させることで、配管２上の破損部１位置で発生する反射波伝播時間から破損位置を特定するようにしているので、配管２上の破損部１位置の探査精度の向上を図ることが可能となる。
【００４０】
（第２の実施の形態：請求項２に対応）
本実施の形態による配管破損探査装置は、前述した第１の実施の形態の配管破損探査装置において、計測部６としては、各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性として、空間伝達関数を計測し、算出部７としては、計測部６により計測された空間伝達関数を逆フーリエ変換することで得られるインパルス応答関数の振幅ピーク値を基に、配管２上の破損部１位置で発生する反射波伝播時間を算出する構成としている。
【００４１】
次に、以上のように構成した本実施の形態による配管破損探査装置の作用について説明する。
【００４２】
計測部６で、各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性を、空間伝達関数として計測する。
【００４３】
また、算出部７で、空間伝達関数を逆フーリエ変換することで得られるインパルス応答関数の振幅ピーク値を基に、配管２上の破損部１位置で発生する反射波伝播時間を算出する。
【００４４】
以下、かかる点について、図２に示すような破損配管モデルを用いて詳細に説明する。
【００４５】
図２において、空管（内部は全て空気）配管２の断面積をＳ、破損部１はピストン放射と仮定し、破損部１の音響インピーダンスをＺ、破損半径をａとする。
【００４６】
音波送信部４ａ，４ｂと音波受信部５ａ，５ｂの位置を同じとした時、音波受信部５ａ，５ｂ間の距離をＬ、図示左の音波受信部５ａから破損部１位置までの距離をＬ１、図示右の音波受信部５ｂから破損部１位置までの距離をＬ２、音速をｃ、密度（空気）をρとすると、空管配管２の図示左端の音圧Ｐ１、粒子速度Ｕ１と、図示右端の音圧Ｐ２、粒子速度Ｕ２との関係は、伝達マトリックスで表わすと、下記式のようになる。
【００４７】
【数１】
2004061361.tif 000003
【００４８】
なお、行列の２番目の項は、破損部１の伝達項を表わす。
【００４９】
ここで、空管配管２の図示右端が閉端の場合には、粒子速度Ｕ２＝０となり、両者の音圧比、すなわち空間伝達関数は、下記式のようになる。
【００５０】
【数２】
2004061361.tif 000004
【００５１】
このように、式では単純化されるものの、実際の配管において閉端を作ることは、あまり実用的であるとは言い難い。
【００５２】
これに対して、本実施の形態のように、空管配管２の図示左端、右端の音波送信部４ａ，４ｂから同時に音波を発生し、これらの振幅位相をあらかじめ決定できる場合には、粒子速度の関係が、下記式のように定められる。
【００５３】
【数３】
2004061361.tif 000005
【００５４】
この時の空管配管２の図示左端、右端の音圧比、すなわち空間伝達関数は、下記式のようになる。
【００５５】
【数４】
2004061361.tif 000006
【００５６】
音速ｃ＝３４０ｍ／ｓ、受信部間距離Ｌ＝６ｍ、破損部１位置Ｌ１＝０．６ｍ、破損部１半径２ｃｍ、音響インピーダンス（密度×音速）ρｃ＝４００、振幅・位相調整においては、振幅α＝１、位相は一次遅れ（直線位相遅れ）とし、遅れ時間τ＝０．Ｌｓｅｃ、すなわち位相遅れθ＝２πｆτとし、１０００ＨＺまでの空間伝達関数、そのインパルス応答の絶対振幅を計算すると、図３（ａ）（ｂ）に示すようになる。
【００５７】
図３において、インパルス応答の横軸は時間を表わし、はじめのピークは下記式に相当し、左端音波送信部からの音波が破損部で反射して受信部に到達した時間となる。
【００５８】
【数５】
2004061361.tif 000007
【００５９】
また、２番目のピークは下記式に相当し、空管配管２の図示左端からの送信音波が直接、右端の音波受信部５ｂに到達した時間となる。
【００６０】
【数６】
2004061361.tif 000008
【００６１】
なお、空管配管２に破損部１が存在しない場合、また破損部１位置Ｌ１＝０．６ｍ、１．２ｍ、１．８ｍの場合には、同様にそれぞれ図４（ａ）（ｂ）乃至図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すようになる。
【００６２】
上述したように、本実施の形態による配管破損探査装置では、各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性として空間伝達関数を計測し、当該空間伝達関数を逆フーリエ変換することで得られるインパルス応答関数の振幅ピーク値を基に反射波伝播時間を算出するようにしているので、配管２上の破損部１位置の探査精度をより一層向上させることが可能となる。
【００６３】
（第３の実施の形態：請求項３、請求項５、請求項６に対応）
本実施の形態による配管破損探査装置は、前述した第１の実施の形態の配管破損探査装置において、計測部６としては、各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性として、相互相関関数を計測し、算出部７としては、計測部６により計測された相互相関関数で卓越した振幅発生時間を基に反射波伝播時間を算出する構成としている。
【００６４】
また、信号発生部３においては、周波数を変化させるスイープ信号を用いるようにしている。
【００６５】
さらに、信号発生部３としては、振幅あるいは位相を複数回変化させる毎に得た相互相関関数を加算処理するようにしている。
【００６６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による配管破損探査装置の作用について説明する。
【００６７】
計測部６で、各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性を、相互相関関数として計測する。
【００６８】
また、算出部７で、相互相関関数で卓越した振幅発生時間を基に、配管２上の破損部１位置で発生する反射波伝播時間を算出する。
【００６９】
以下、かかる点について、図２に示すような破損配管モデルを基に、図８に示すようなアルゴリズムを用いて詳細に説明する。
【００７０】
信号発生部３から、下限周波数ｆａ（Ｈｚ）、上限周波数ｆｂ（Ｈｚ）の範囲で、△ｆの周波数間隔で周波数をスイープさせる。
【００７１】
この時、空管配管２の図示左端、右端の音波送信部４ａ，４ｂには、同じく、振幅α＝１、位相は一次遅れ（直線位相遅れ）とし、遅れ時間τ＝０．１ｓｅｃの信号を入力する。
【００７２】
信号発生部３から周波数を変化させる毎に、計測部６で得られた相互相関関数を加算していき、スイープ発生が上限周波数ｆｂに達し、終了した時点で、相互相関の加算値の絶対振幅を計算する。
【００７３】
先に示した図２の破損配管モデルを用いて、計算した結果を示すと図９（ａ）（ｂ）（ｃ）のようになる。
【００７４】
図９からわかるように、前述した第２の実施の形態に示したインパルス応答結果と比べて、一致している。
【００７５】
上述したように、本実施の形態による配管破損探査装置では、各音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性として相互相関関数を計測し、当該相互相関関数で卓越した振幅発生時間を基に反射波伝播時間を算出するようにしているので、配管２上の破損部１位置の探査精度をより一層向上させることが可能となる。
【００７６】
また、信号発生部３において、周波数を変化させるスイープ信号を用いるようにしているので、音波受信部５ａ，５ｂからの検出信号の対雑音特性を向上させて、配管２上の破損部１位置の探査精度をより一層向上させることが可能となる。
【００７７】
さらに、振幅あるいは位相を複数回変化させる毎に得た相互相関関数を加算処理するようにしているので、配管２上の破損部１位置の探査精度をより一層向上させることが可能となる。
【００７８】
（第４の実施の形態：請求項４に対応）
本実施の形態による配管破損探査装置は、前述した第１の実施の形態の配管破損探査装置において、信号発生部３としては、音波の振幅、位相の調整を行なう振幅・位相調整部を有し、各音波送信部４ａ，４ｂから振幅、位相の異なった音波を送信することで、配管２の内部に定在波を作り、当該配管２上の破損部１位置で音圧振幅が大きくなるように振幅、位相調整する構成としている。
【００７９】
次に、以上のように構成した本実施の形態による配管破損探査装置の作用について説明する。
【００８０】
信号発生部３の有する振幅、位相を調整部で、複数の音波送信部４ａ，４ｂから、振幅、位相の異なった音波を送信することで、配管２内部に定在波を作り、破損部１位置で音圧振幅が大きくなるように振幅位相調整する。
【００８１】
以下、かかる点について、図１０に示すような解析結果を用いて詳細に説明する。
【００８２】
図１０は、両端が閉端の破損部１を有する配管２内部の音圧分布特性と周波数特性との解析結果の一例を示す図である。
【００８３】
図１０から明らかなように、破損部１において、音圧が大きい周波数ほど、破損部１が存在しない配管２に比べて、周波数のずれ、振幅のずれが共に大きくなる。
【００８４】
すなわち、空間伝達特性上、破損部１の影響を受け易くなり、破損部１で反射波が発生し易くなることを意味する。
【００８５】
こうした音圧最大最小の特性は、配管２の両端が閉端であることにより起こる共鳴現象である。
【００８６】
配管２の図示左端から発生した音波と、その音波が右端で反射した音波とが干渉して定在波となり、音圧最大最小の部分が形成される。
【００８７】
これに対して、配管２の両端が開放端の場合には、配管２の図示左端で発生した音波は、右端で反射しないことから、上記のような定在波を作り出すことはできない。
【００８８】
従って、定在波を作って、その時の音圧最大位置を破損部１位置に一致させるようにする程、破損部１位置の探査精度を向上させることができる。
【００８９】
以上のような理由により、前述した従来手法のように、１つの音波送信部だけでは、破損探査は可能であるが、定在波は作れず、破損位置探査精度を向上させることはできないのに対して、本実施の形態では、配管２の右端に音波送信部４ｂをさらに設置し、同時に音波を発生させることで、配管２の右端が上記反射波の代わりとなって、定在波を作り出すことができるようになる。
【００９０】
これにより、振幅、位相の調整の仕方次第で、破損部１で音圧最大にすることができる。
【００９１】
なお、この場合、破損部１は予想することは難しいが、周波数毎に、振幅、位相の調整を微調整する等することにより、破損部１で音圧最大を探すことは可能である。
【００９２】
上述したように、本実施の形態による配管破損探査装置では、複数の音波送信部４ａ，４ｂから振幅、位相の異なった音波を送信することで、配管２の内部に定在波を作り、当該配管２上の破損部１位置で音圧振幅が大きくなるように、振幅、位相調整するようにしているので、配管２上の破損部１位置の探査精度をより一層向上させることが可能となる。
【００９３】
（第５の実施の形態：請求項７に対応）
本実施の形態による配管破損探査装置は、前述した第１の実施の形態の配管破損探査装置において、音波送信部４ａ，４ｂから定期的に音波を送信させて、計測部６により計測された空間伝播特性をモニタリングすることで、配管２上の破損部１位置の発生状況と破損位置を推定する構成としている。
【００９４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による配管破損探査装置の作用について説明する。
【００９５】
配管２に常設した音波送信部４ａ，４ｂから、定期的に音波を発生させ、前記音波受信部５ａ，５ｂ間の空間伝播特性を計測する計測部６で得られた信号を、モニタリングする。
【００９６】
すなわち、例えば、１回前の計測時には、図４に示すようであった伝達関数やインパルス応答が、図５に示すようになった場合を考える。
【００９７】
伝達関数計測の段階で、波形の形が全く異なることから、異常ありと判断することが可能となる。
【００９８】
そして、次のインパルス応答で、両者の違いが明確になり、さらに破損部１位置を推定することが可能となる。
【００９９】
このモニタリングによる利点は、仮にはっきりインパルス応答のピークが卓越しなくても、１回前のデータとの比較で、配管２の特性変化を把握することができることである。
【０１００】
上述したように、本実施の形態による配管破損探査装置では、音波送信部４ａ，４ｂから定期的に音波を送信させて、計測部６で計測された空間伝播特性をモニタリングするようにしているので、仮にはっきりインパルス応答のピークが卓越しなくても、１回前のデータとの比較で、配管２上の破損部１位置の発生状況と破損位置を推定して、配管２の特性変化を把握することが可能となる。
【０１０１】
（第６の実施の形態：請求項８に対応）
本実施の形態による配管破損探査装置は、前述した第１の実施の形態の配管破損探査装置において、音波送信部４ａ，４ｂを、通常は情報伝達手段に使用し、当該情報伝達に異常が起こった場合に、信号発生部３から模擬信号を発生させて、配管２内部の破損部１を含む状態変化を推定する構成としている。
【０１０２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による配管破損探査装置の作用について説明する。
【０１０３】
常設した音波送信部４ａ，４ｂを、配管監視用のみに使用せずに、通常は情報伝達手段に使用する。
【０１０４】
そして、当該情報伝達に異常が起こった際には、信号発生部３から模擬信号を発生させて、配管２内部の破損部１を含む状態変化を推定する。
【０１０５】
これにより、配管破損探査装置自体を有効利用することができる。
【０１０６】
上述したように、本実施の形態による配管破損探査装置では、音波送信部４ａ，４ｂは、通常は情報伝達手段に使用し、当該情報伝達に異常が起こった場合には、信号発生部３から模擬信号を発生させることにより、配管２内部の破損部１を含む状態変化を推定するようにしているので、配管破損探査装置自体を有効利用することが可能となる。
【０１０７】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の配管破損探査装置によれば、音波を使用して被検体である配管上の破損位置を検知する場合に、複数の音波送信手段から同時に音波を発生させることで、配管上の破損位置で発生する反射波伝播時間から破損位置を特定するようにしているので、配管上の破損位置の探査精度の向上を図ることが可能となる。
【０１０９】
また、複数の音波送信手段から振幅、位相の異なった音波を送信することで、配管の内部に定在波を作り、当該配管上の破損位置で音圧振幅が大きくなるように振幅、位相調整するようにしているので、配管上の破損位置の探査精度をより一層向上させることが可能となる。
【０１１０】
さらに、信号発生手段において、周波数を変化させるスイープ信号を用いるようにしているので、音波受信手段からの検出信号の対雑音特性を向上させて、配管上の破損位置の探査精度をより一層向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による破損探査装置の概略構成例を示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施の形態による破損探査装置を説明するための破損配管モデルの一例を示す図。
【図３】同第２の実施の形態による破損探査装置における破損探査結果を説明するための特性図。
【図４】同第２の実施の形態による破損探査装置における配管に破損部が存在しない場合の破損探査結果を説明するための特性図。
【図５】同第２の実施の形態による破損探査装置における破損部位置が０．６ｍの場合の破損探査結果を説明するための特性図。
【図６】同第２の実施の形態による破損探査装置における破損部位置が１．２ｍの場合の破損探査結果を説明するための特性図。
【図７】同第２の実施の形態による破損探査装置における破損部位置が１．８ｍの場合の破損探査結果を説明するための特性図。
【図８】本発明の第３の実施の形態による破損探査装置における反射波伝播時間を算出するためのアルゴリズムの一例を示す図。
【図９】同第３の実施の形態による破損探査装置における破損探査結果を第１の実施の形態による破損探査装置における破損探査結果と比較して示す特性図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態による破損探査装置における解析結果を説明するための概要図。
【符号の説明】
１…破損部
２…配管
３…信号発生部
４ａ，４ｂ…音波送信部
５ａ，５ｂ…音波受信部
６…計測部
７…算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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