(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体配管系の漏洩位置から放射される超音波を検出する指向性を有する超音波マイクロホンと、漏洩流体情報を入力する入力部と、予め実験で求めた漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量との関係を予め記憶しておく記憶部と、記憶部に記憶された漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量との関係に基づいて検出された音圧レベルと入力された漏洩流体情報とから漏洩量を算出する中央演算処理部と、中央演算処理部で算出した漏洩量を表示する表示部と、を携帯可能なプローブに配設した、超音波漏洩量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントや工場などにおいて数多く設置されている流体配管系や密閉された容器体等の各種設備の漏洩位置を探知して漏洩量を測定するときに用いる超音波漏洩量測定装置に関する。
【０００２】
プラントや工場などの設備においては、最少の消費エネルギーで最大の生産量を得ると共に最高の生産品質を維持するために、漏洩位置の探知及び漏洩量の測定を定期的に行うことが非常に重要となる。設備に漏洩が生じると、漏洩位置から超音波が発生し、超音波の音圧レベルが高くなるほど漏洩量は多くなるので、この超音波を指向性を有する超音波マイクロホンを用いた超音波漏洩量測定装置で検出して音圧レベルと漏洩量の関係から漏洩量を算出することにより、漏洩位置を探知し漏洩量を測定することができる。
【０００３】
【従来の技術】
従来の超音波漏洩量測定装置は、例えば特開平７−２５３３７６号公報に示されている。ここに開示されたものは、指向性を有する超音波マイクロホンと、超音波マイクロホンから漏洩位置までの距離を測定する距離計と、予め実験で求めた超音波マイクロホンから漏洩位置までの距離に基づく音圧レベルと漏洩量との関係を記憶しておく記憶部と、記憶部の記憶関係に基づいて検出された音圧レベルと距離とから漏洩量を算出する中央演算処理部と、中央演算処理部で算出した漏洩量を表示する表示部と、を具備したものである。
【０００４】
この超音波漏洩量測定装置は、指向性を有する超音波マイクロホンの指向方向を徐々に変化させて使用する。測定すべき設備から流体が外部に漏洩している場合には、超音波マイクロホンの指向方向が漏洩位置の方向に近づいたときに、漏洩位置から放射される超音波が超音波マイクロホンによって電気信号として検出される。そして、超音波マイクロホンの指向方向が漏洩位置と一致したときに感度が最大になるので、このときの超音波マイクロホンの指向方向により漏洩位置を探知する。また、予め記憶しておいた距離に基づく音圧レベルと漏洩量との関係に基づいて検出された音圧レベルと距離とから漏洩量を算出して表示する。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の超音波漏洩量測定装置は、漏洩流体の違いを考慮しないので、漏洩量を正確に測定できない問題点があった。これは、同一の音圧レベルであっても漏洩流体が異なると、すなわち、漏洩流体がヘリウムか空気か二酸化炭素か等によって、漏洩量が異なるためである。従って本発明の技術的課題は、正確な漏洩量を測定できる超音波漏洩量測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、流体配管系の漏洩位置から放射される超音波を検出する指向性を有する超音波マイクロホンと、漏洩流体情報を入力する入力部と、予め実験で求めた漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量との関係を予め記憶しておく記憶部と、記憶部に記憶された漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量との関係に基づいて検出された音圧レベルと入力された漏洩流体情報とから漏洩量を算出する中央演算処理部と、中央演算処理部で算出した漏洩量を表示する表示部と、を携帯可能なプローブに配設した、超音波漏洩量測定装置にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
超音波の音圧レベルが同じであっても漏洩流体が異なると漏洩量が異なるので、漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量との関係を予め実験で求めて記憶部に記憶しておき、この関係に基づいて超音波マイクロホンで検出された音圧レベルと入力部から入力された漏洩流体情報とから漏洩量を中央演算処理部で算出することにより、漏洩量を正確に測定することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１に本発明の超音波漏洩量測定装置の外観図を示し、図２に本発明の超音波漏洩量測定装置の電気的回路のブロック図を示し、図３に図１のＡ−Ａ端面図を示し、図４に図１のＢ−Ｂ端面図を示し、図５に漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量の関係を示すグラフを示す。超音波漏洩量測定装置１のプローブ２はピストル形状で、縦断面が楕円形の上部３と、横断面がほぼ四角形の下部４と、から成る。上部３の左端部５にゴム製のキャップ６を着脱可能に嵌め合わせる。キャップ６は左端に開口を有する。下部４の外径は片手で把持できる程度の大きさである。
【０００９】
上部３の左端部５に、図３に示すように、測定すべき設備から発せられる超音波を検出するための指向性を有する超音波マイクロホン７と、超音波マイクロホン７の指向方向と同一方向に光ビームを出射するためのレーザポインタなどの光源８と、を配設する。超音波マイクロホン７は正六角形の頂点に位置し、光源８は６つの超音波マイクロホン７の中心（正六角形の重心）に位置する。超音波マイクロホン７の指向方向の映像を映すためのデジタルカメラなどのカメラ９をねじ１０で取付部材１１に固定し、プローブ２の上部３に固定した取付板１２に取付部材１１をねじ１３で固定することにより、カメラ９をプローブ２に着脱可能に配設する。カメラ９はねじ１３を中心に取付部材１１を回転させて取付板１２に固定することにより、図１において、左右に傾斜させてプローブ２に配設することができる。
【００１０】
プローブ２内に、信号処理回路１４を配設する。上部３の右端面１５に、図４に示すように、信号処理回路１４で処理した信号を可視的に表示するための液晶パネル構成等の表示部１６と、複数の押しボタンキー構成の入力部兼用操作部１７と、を配設する。入力部兼用操作部１７からフランジ部，ねじ込み部，管継ぎ手部，弁シート部等の漏洩位置情報とヘリウム，空気，二酸化炭素等の漏洩流体情報を入力する。下部４の左上端部に電源スイッチ１８を配設する。上部３に信号処理回路１４で処理した信号をヘッドホン１９等に可聴的に出力するための出力端子２０と、パソコン２１等と連結するための入出力端子２２と、を配設する。
【００１１】
信号処理回路１４は増幅部２３とフィルタ部２４と検波部２５と整流部２６とオートボリュームコントロール部２７とレーザ駆動部２８と記憶部２９及びＣＰＵ（中央演算処理部）３０とからなる。超音波マイクロホン７は、増幅部２３、フィルタ部２４、検波部２５、整流部２６、ＣＰＵ３０を通して表示部１６に連結する。また検波部２５及びＣＰＵ３０は、オートボリュームコントロール部２７、出力端子２０を通してヘッドホン１９に連結する。またＣＰＵ３０は、レーザ駆動部２８を通して光源８に連結し、入出力端子２２を通してパソコン２１と連結する。またＣＰＵ３０にカメラ９及び入力部兼用操作部１７を連結する。記憶部２９には、フランジ部，ねじ込み部，管継ぎ手部，弁シート部等の漏洩位置ごとにヘリウム，空気，二酸化炭素等の漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量との関係を予め実験で求めて記憶させる。図５は記憶部２９に記憶させるヘリウム（Ａ）と空気（Ｂ）と二酸化炭素（Ｃ）のフランジ部からの漏洩における音圧レベルと漏洩量との関係を例示したものである。ＣＰＵ３０は記憶部２９の記憶関係に基づいて超音波マイクロホン７で検出された音圧レベルと入力部兼用操作部１７から入力された漏洩流体情報と漏洩位置情報とから漏洩量を算出する。
【００１２】
測定すべき設備の漏洩量測定に際して、キャップ６を取外し、プローブ２の下部４を片手で把持し、例えば人差指で電源スイッチ１８を押してオン状態にする。そして、入力部兼用操作部１７の二重丸のキーを押すと、レーザ駆動部２８を介してレーザポインタなどの光源８からレーザビームなどの光ビームが出射される。この光ビームのスポットが測定すべき設備に対して超音波マイクロホン７の指向方向を指し示すので、超音波マイクロホン７の指向方向を正確に検知できる。
【００１３】
そしてプローブ２の上部３の左端部５側を設備の方向に向け向きを徐々に変化させることにより、指向性を有する超音波マイクロホン７の指向方向を徐々に変化させる。測定すべき設備から流体が漏洩している場合には、超音波マイクロホン７の指向方向が漏洩位置の方向に近づいたときに、漏洩位置から放射される超音波が超音波マイクロホン７によって電気信号として検出され、信号処理回路１４に送られる。
【００１４】
この超音波マイクロホン７によって検出された電気信号は、増幅部２３で増幅され、フィルタ部２４を通して検波部２５で検波され、整流部２６で整流され、ＣＰＵ３０で処理されて表示部１６に表示される。また検波部２４で検波された電気信号は、オートボリュームコントロール部２７で一定以上の信号が絞られて出力端子２０を通してヘッドホン１９に出力される。このオートボリュームコントロール部２６により、突然のエアーブローなどによる異常音から耳を守ることができる。
【００１５】
超音波マイクロホン７の指向方向が漏洩位置と一致すると感度が最大になるので、表示部１６やヘッドホン１９の出力値と光ビームのスポットにより漏洩位置を正確に探知できる。そして、必要であればカメラ９の角度を調節し、この漏洩位置を光ビームのスポットと共にカメラ９で映すことにより正確な漏洩位置を記録できる。カメラ９の映像は記憶部２９に記憶され、入出力端子２２を通してパソコン２１等に出力される。この感度が最大になったときに、入力部兼用操作部１７から漏洩流体情報と漏洩位置情報を入力すると、ＣＰＵ３０は記憶部２９の記憶関係に基づいて超音波マイクロホン７で検出された音圧レベルと入力部兼用操作部１７から入力された漏洩流体情報と漏洩位置情報とから漏洩量を算出し、漏洩量を表示部１６に表示する。周囲の雑音が大きい場合は、キャップ６を上部３の左端部５に嵌め合わせて、プローブ２を漏洩位置に近づけることにより、あるいは漏洩位置に押し当てることにより、正確な漏洩量を検出することができる。
【００１６】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量との関係から漏洩量を算出することにより、漏洩量を正確に測定できると言う優れた効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波漏洩量測定装置の実施例を示す外観図。
【図２】本発明の超音波漏洩量測定装置の電気的回路を示すブロック図。
【図３】図１のＡ−Ａ端面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ端面図。
【図５】漏洩流体ごとの音圧レベルと漏洩量の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１  超音波漏洩量測定装置
２  プローブ
７  超音波マイクロホン
８  光源
９  カメラ
１４  信号処理回路
１６  表示部
１７  入力部兼用操作部
１８  電源スイッチ
１９  ヘッドホン
２１  パソコン
２３  増幅部
２４  フィルタ部
２５  検波部
２６  整流部
２７  オートボリュームコントロール部
２８  レーザ駆動部
２９  記憶部
３０  ＣＰＵ
【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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