(57)【要約】  複数種の配管が混在し、配管の材質や径が変化する場合においても、流体の漏洩箇所を精度よく分析可能な漏洩箇所分析システムを提供する。  漏洩箇所分析システム１００は、第１の配管１２０ａに設置される第１の波動検知手段１０１ａと、第１の配管１２０ａに接続された第２の配管１２０ｂに設置される第２の波動検知手段１０１ｂと、第１の配管１２０ａにおいて、第１の波動検知手段１０１ａの設置箇所を基準として、第２の配管１２０ｂとの非接続側に波動を加える加振手段１０２と、第１の波動検知手段１０１ａへの波動到達時間と第２の波動検知手段１０１ｂへの波動到達時間との差と、第１の波動検知手段１０１ａの設置箇所から第２の配管１２０ｂとの接続箇所までの長さＬａ及び第２の波動検知手段１０１ｂの設置箇所から第１の配管１２０ａとの接続箇所までの長さＬｂと、に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所算出手段とを含むことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配管に設置される第１の波動検知手段と、
前記第１の配管に接続された第２の配管に設置される第２の波動検知手段と、
前記第１の配管において、前記第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第２の配管との非接続側に波動を加える加振手段と、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所算出手段とを含むことを特徴とする、漏洩箇所分析システム。
【請求項２】
さらに、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出する波動伝搬速度算出手段を含み、
前記漏洩箇所算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、請求項１記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項３】
前記波動伝搬速度算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、一次関数で近似することを特徴とする、請求項２記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項４】
前記波動伝搬速度算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、二次関数で近似することを特徴とする、請求項２記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項５】
さらに、前記第１の波動検知手段及び前記第２の波動検知手段が検知した波動データを収集する波動データ収集手段を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項６】
さらに、前記波動伝搬速度算出手段に、前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さの情報を入力する配管情報入力手段を含むことを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項７】
前記配管情報入力手段は、前記第１の配管及び前記第２の配管の材質、径及び敷設位置情報からなる群から選択される少なくとも一つの情報を、前記波動伝搬速度算出手段に入力可能であることを特徴とする、請求項６記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項８】
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、漏洩箇所分析方法。
【請求項９】
前記第１の波動検知手段への波動伝達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出し、
前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、請求項８記載の漏洩箇所分析方法。
【請求項１０】
前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、一次関数で近似することを特徴とする、請求項９記載の漏洩箇所分析方法。
【請求項１１】
前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、二次関数で近似することを特徴とする、請求項９記載の漏洩箇所分析方法。
【請求項１２】
前記第１の配管及び前記第２の配管の材質、径及び敷設位置情報からなる群から選択される少なくとも一つの情報を用いることを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の漏洩箇所分析方法。
【請求項１３】
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所分析方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録してい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。
【請求項１４】
第１の配管に設置される第１の波動検知手段と、
前記第１の配管に接続された第２の配管に設置される第２の波動検知手段と、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所算出手段とを含むことを特徴とする、漏洩箇所分析装置。
【請求項１５】
さらに、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出する手段であり、
前記漏洩箇所算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出する波動伝搬速度算出手段を含むことを特徴とする、請求項１３記載の漏洩箇所分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩箇所分析システム、漏洩箇所分析方法、漏洩箇所分析装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代生活では、上下水道網、ガス及び石油等の高圧化学パイプライン等の流体を輸送する配管網が構築され、豊かな社会の基盤となっている。これらが、予期せぬ震災等の自然災害や寿命劣化によって破壊され、重大事故に至れば、社会への影響は多大であり、経済的損失は大きい。前記配管網の構築に用いられる配管は、使用時間に応じて腐食、磨耗、ガタツキ等の劣化に至る。【０００３】
流体の漏洩を発見するための検査としては、人が漏洩音を聴き取る聴感官能検査が一般的に行われている。しかしながら、聴感による漏洩検査は、熟練者のスキルに強く依存する。【０００４】
このような問題を解決するものとして、機械による漏洩箇所の検査法及び検査装置が提案されている。特許文献１には、地中に埋設されている導管に加振器を設置して振動を加え、前記導管上に間隔をあけて設置された振動センサでこの振動を検出することで、前記導管の振動伝搬速度を測定し、流体が漏洩する位置を特定する方法が記載されている。また、特許文献２には、導管に存在する異常箇所に跨って設けられた２つの超音波センサの受信信号を周波数毎に弁別し、漏洩音伝搬速度の速度分散依存性を考慮して異常箇所の位置特定を高精度に行うことを可能とする異常箇所検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０１８５８号公報
【特許文献２】特開２００６−３３１１号公報
【特許文献３】特開平１１−２１０９９９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、従来の機械による漏洩箇所の検査法及び検査装置は、２つのセンサによる計測区間内において、管の材質や径が変化する場合に、漏洩箇所の特定精度が十分ではない。一般には、経年変化による腐食等で劣化した管の交換工事等により、２つのセンサによる計測区間の途中で、管の材質や径が変化することがある。特許文献１及び２に記載の方法及び装置には、このように複数種の管が混在した場合に、個別の管の振動及び漏洩音の伝搬速度を算出できないために、漏洩箇所の特定精度が低下するという問題がある。【０００７】
そこで、本発明は、複数種の配管が混在し、配管の材質や径が変化する場合においても、流体の漏洩箇所を精度よく分析可能な漏洩箇所分析システム、漏洩箇所分析方法及び漏洩箇所分析装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の一態様における漏洩箇所分析システムは、
第１の配管に設置される第１の波動検知手段と、
前記第１の配管に接続された第２の配管に、設置される第２の波動検知手段と、
前記第１の配管において、前記第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第２の配管との非接続側に波動を加える加振手段と、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所算出手段とを含むことを特徴とする。【０００９】
本発明の一態様における漏洩箇所分析方法は、
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする。【００１０】
本発明の一態様における漏洩箇所分析装置は、
第１の配管に設置される第１の波動検知手段と、
前記第１の配管に接続された第２の配管に、設置される第２の波動検知手段と、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所算出手段とを含むことを特徴とする。【００１１】
また、本発明の一態様におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所分析方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数種の配管が混在し、配管の材質や径が変化する場合においても、流体の漏洩箇所を精度よく分析可能な漏洩箇所分析システム、漏洩箇所分析方法及び漏洩箇所分析装置を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態１の漏洩箇所分析システムの設置例を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態１の漏洩箇所分析システムの構成の一例を示す模式ブロック図である。
【図３】図３は、配管の波動伝搬速度の周波数依存性を例示するグラフである。
【図４】図４は、実施形態１における波動伝搬速度算出手段でのデータ処理の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態１における漏洩箇所算出手段でのデータ処理の一例を示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態１における第１の波動検知手段及び第２の波動検知手段で検知した波動データで計算した相互相関関数の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、実施形態２における波動伝搬速度算出手段でのデータ処理の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、実施形態３における波動伝搬速度算出手段でのデータ処理の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、実施形態５の漏洩箇所分析装置の構成の一例を示す模式ブロック図である。
【図１０】図１０は、実施形態６の漏洩箇所分析装置の構成の一例を示す模式ブロック図である。
【図１１】図１１は、実施形態１の漏洩箇所分析システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施形態４の漏洩箇所算出方法のプログラムを実行する情報処理装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の漏洩箇所分析システム、漏洩箇所分析方法、プログラム、記録媒体及び漏水箇所分析装置について、配管が、土壌に埋設された水道管である場合を例にとり、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定されない。本発明は、土壌に埋設された水道管以外にも、土壌に埋設されていない水道管、石油及びガス等の流体が内部を流れる配管等に幅広く利用可能である。なお、以下の図１から図１０において、同一部分には、同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。
【００１５】
［実施形態１］
図１の模式図に、本実施形態の漏洩箇所分析システムの設置例を示す。また、図２の模式ブロック図に、本実施形態の漏洩箇所分析システムの構成の一例を示す。図２に例示するように、本実施形態の漏洩箇所分析システム１００は、第１の波動検知手段１０１ａと、第２の波動検知手段１０１ｂと、加振手段１０２と、第１の波動データ収集手段１０３ａと、第２の波動データ収集手段１０３ｂと、波動伝搬速度算出手段１０４と、漏洩箇所算出手段１０５と、配管情報入力手段１０７と、を含む。本実施形態の漏洩箇所分析システム１００において、第１の波動データ収集手段１０３ａ、第２の波動データ収集手段１０３ｂ、波動伝搬速度算出手段１０４及び配管情報入力手段１０７は、任意の構成部材であり、有することが好ましいが、有さなくてもよい。
【００１６】
第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂは、配管の波動を検知可能であればいかなるものであってもよく、例えば、振動を検知するセンサ、圧力変動を検知するセンサ等があげられる。
【００１７】
第１の波動検知手段１０１ａは、第１の配管１２０ａに設置される。第１の波動検知手段１０１ａは、第１の配管１２０ａに直接設置されてもよいし、図１に例示するように、弁栓部１２３ａを介して第１の配管１２０ａに設置されてもよい。弁栓部１２３ａとしては、例えば、第１の配管１２０ａに接続された消火栓、止水栓、エアバルブ等があげられる。
【００１８】
第２の波動検知手段１０１ｂは、第１の配管１２０ａと接続された第２の配管１２０ｂに、設置される。第２の波動検知手段１０１ｂは、第２の配管１２０ｂに直接設置されてもよいし、図１に例示するように、弁栓部１２３ｂを介して第２の配管１２０ｂに設置されてもよい。弁栓部１２３ｂとしては、例えば、第２の配管１２０ｂに接続された消火栓、止水栓、エアバルブ等があげられる。
【００１９】
加振手段１０２は、第１の配管１２０ａにおいて、第１の波動検知手段１０１ａの設置箇所を基準として、第２の配管１２０ｂとの非接続側に波動を加える手段である。加振手段１０２は、配管に波動を加えることが可能であればいかなるものであってもよく、例えば、スピーカ、ハンマーによる打撃等があげられる。図１において、加振手段１０２は、第１の配管１２０ａの矢印Ｌａで示す範囲以外の箇所に波動を加えることが可能であればいかなる場所に設けてもよい。例えば、加振手段１０２は、図１に例示するように、弁栓部１２３ａに設けられ、弁栓部１２３ａを介して、第１の配管１２０ａの矢印Ｌａで示す範囲以外の箇所に波動を加えてもよい。
【００２０】
図１に示す設置例での漏洩箇所分析システム１００を用いた漏洩箇所分析方法は、例えば、つぎのようにして実施する。まず、加振手段１０２により加えられた波動が、第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂで検知され、第１の波動データ収集手段１０３ａ及び第２の波動データ収集手段１０３ｂで収集されて、波動伝搬速度算出手段１０４に送られる。なお、前述のとおり、漏洩箇所分析システム１００において、第１の波動データ収集手段１０３ａ及び第２の波動データ収集手段１０３ｂは、任意の構成部材であり、第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂで検知された波動データは、第１の波動データ収集手段１０３ａ及び第２の波動データ収集手段１０３ｂを介することなく、波動伝搬速度算出手段１０４に直接送られてもよい。また、前述のとおり、漏洩箇所分析システム１００において、波動伝搬速度算出手段１０４は、任意の構成部材であり、第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂで検知された波動データは、図９に例示するように、漏洩箇所算出手段１０５に直接送られてもよい。
【００２１】
つぎに、波動伝搬速度算出手段１０４でのデータ処理について、図３及び図４を用いて説明する。なお、本実施形態の漏洩箇所分析システム１００が、波動伝搬速度算出手段１０４を有さない場合、このデータ処理は、漏洩箇所算出手段１０５が行ってもよい。加振手段１０２により加えられた波動の第１の波動検知手段１０１ａへの到達時間と第２の波動検知手段１０１ｂへの到達時間との差（到達時間差）は、式（１）で表される。なお、図１に例示するように、第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂを、それぞれ、弁栓部１２３ａ及び弁栓部１２３ｂに設置した場合において、弁栓部１２３ａ及び弁栓部１２３ｂ内の波動の伝搬時間は、第１の配管１０１ａ及び第２の配管１０１ｂ内の波動の伝搬時間と比較して極めて短いため、無視できる。
【００２２】
【数１】
2017188074.tif 000003
【００２３】
式（１）において、ｔｐ（ｆ）は、周波数ｆにおける到達時間差、Ｌａは、第１の波動検知手段１０１ａの設置箇所から第２の配管１２０ｂとの接続箇所までの長さ（図１参照）、Ｌｂは、第２の波動検知手段１０１ｂの設置箇所から第１の配管１２０ａとの接続箇所までの長さ（図１参照）、Ｃａは、第１の配管１２０ａの波動伝搬速度、Ｃｂは、第２の配管１２０ｂの波動伝搬速度である。Ｌａ及びＬｂは、配管情報入力手段１０７により、台帳等から波動伝搬速度算出手段１０４に入力される。なお、前述のとおり、漏洩箇所分析システム１００において、配管情報入力手段１０７は、任意の構成部材であり、Ｌａ及びＬｂは、波動伝搬速度算出手段１０４が予め所持していてもよい。波動伝搬速度算出手段１０４では、未知数Ｃａ及びＣｂを算出する。
【００２４】
ここで、配管の波動伝搬速度は、周波数依存性を示すことが知られている。図３のグラフに、鋳鉄管及びプラスチック管の波動伝搬速度の周波数依存性を例示する。図３において、Ｃａが、鋳鉄管の波動伝搬速度の周波数依存性を示し、Ｃｂが、プラスチック管の波動伝搬速度の周波数依存性を示す。
【００２５】
本実施形態では、図３に例示した２本の曲線を、式（２）及び（３）に示す一次曲線で近似する。
【００２６】
【数２】
2017188074.tif 000004
【００２７】
式（２）及び（３）において、Ａ０、Ａ１、Ｂ０及びＢ１は、個々に決定されるべき未知数である。式（２）及び（３）を式（１）に代入すると、未知数が４つの方程式となる。波動伝搬速度算出手段１０４は、図４に例示するように、複数（本例では、４つ）の周波数成分ｔｐを算出することで、これらの未知数を決定する。ｔｐの算出方法は、特に制限されず、例えば、デジタルフィルタを用いる方法、高速フーリエ変換を用いる方法等があげられる。また、４つの未知数の決定方法も、特に制限されず、例えば、最小二乗法を含む一般的な連立非線形方程式の解法等があげられる。
【００２８】
なお、５つ以上の周波数成分から前記未知数を決定することも可能であり、この場合、前記未知数の推定精度が高まる。
【００２９】
また、前記未知数の推定にあたっては、配管情報入力手段１０７から入力される配管の材質、径、敷設位置情報等の情報をもとに、水理学でよく知られる水撃伝搬速度の式を初期値として用いれば、より安定に波動伝搬速度の推定を行うことが可能である。
【００３０】
つぎに、漏洩箇所算出手段１０５により、決定された前記未知数を用いて構成した波動伝搬速度を用いて、漏洩箇所を算出する。なお、漏洩の発生の判定は、例えば、波動の周波数スペクトルに設定された閾値で判定する方法等、従来公知の手法で行えばよい。漏洩箇所の算出を行うときは、加振手段１０２による波動が加えられていない状態で、第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂで検知した波動データを用いる。
例えば、図５に例示するように、点Ｐにおいて漏洩が発生した場合には、図６に例示する第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂで検知した波動データで計算した相互相関関数のピークからｔｐを算出し、式（４）を用いて漏洩箇所Ｐを算出する。なお、図５では、弁栓部１２３ａ及び弁栓部１２３ｂの図示を省略している。
【００３１】
【数３】
2017188074.tif 000005
【００３２】
式（４）において、これまでの説明から、ｔｐ、Ｃａ、Ｃｂ、Ｌａ及びＬｂは、既知であるから、漏洩箇所Ｐを算出することが可能である。
【００３３】
上述した漏洩箇所分析方法の処理は、図１１に示すフローチャートのようにもまとめられる。
【００３４】
最初に、第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂで検知された、加振手段１０２により加えられた波動が、第１の波動データ収集手段１０３ａ及び第２の波動データ収集手段１０３ｂで収集される（ステップＳ１０１）。収集されたデータは、波動伝搬速度算出手段１０４に送られる。
【００３５】
つぎに、波動伝搬速度算出手段１０４又は漏洩箇所算出手段１０５により、ステップＳ１０１で検知された波動のデータを用いて、波動伝搬速度が算出される（ステップＳ１０２）。
【００３６】
つぎに、漏洩箇所算出手段１０５により、ステップＳ１０２で算出された波動伝搬速度を用いて、漏洩箇所が算出される（ステップＳ１０３）。
【００３７】
なお、本実施形態では、波動伝搬速度の周波数依存性を周波数に関する一次関数で近似しているが、近似対象の周波数範囲を限定すれば、より精度を高めることが可能である。
【００３８】
［実施形態２］
本実施形態の漏洩箇所分析システムは、実施形態１の漏洩箇所分析システムと同じであり、本実施形態の漏洩箇所分析方法は、波動伝搬速度算出手段１０４が、複数の周波数における第１の配管１０１ａの波動伝搬速度及び第２の配管１０１ｂの波動伝搬速度を、それぞれ、二次関数で近似する点を除き、実施形態１の漏洩箇所分析方法と同様である。本実施形態によれば、図３に例示するように、一般に波動伝播速度の周波数依存性のグラフは、曲線となるため、二次関数で近似することで、広い範囲において近似精度が高まり、結果として、漏洩箇所の算出精度が高まる。二次関数で近似するにあたっては、式（５）及び（６）を用いる。
【００３９】
【数４】
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【００４０】
本実施形態における前記未知数の決定にあたっては、図７に例示するように、複数（本例では、６つ）の周波数成分ｔｐを用いる。７つ以上の周波数成分から前記未知数を決定することも可能であり、この場合、前記未知数の推定精度が高まる。
【００４１】
［実施形態３］
本実施形態の漏洩箇所分析システムは、実施形態１の漏洩箇所分析システムと同じであり、本実施形態の漏洩箇所分析方法は、波動伝搬速度算出手段１０４が、複数の周波数における第１の配管１０１ａの波動伝搬速度及び第２の配管１０１ｂの波動伝搬速度を、それぞれ、実施形態１とは異なる関数で近似する点を除き、実施形態１の漏洩箇所分析方法と同様である。
【００４２】
波動伝搬速度算出手段１０４でのデータ処理において、近似関数は、図８に例示するように三次以上であってもよい。また、前記近似関数は、前記未知数を決定できるのであれば、例えば、指数関数、対数関数等も、適宜用いることができる。
【００４３】
［実施形態４］
本実施形態のプログラムは、前述の漏洩箇所算出方法を、コンピュータで実行可能なプログラムである。本実施形態のプログラムは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ネットワークプロセッサ（ＮＰ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサ；マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）；半導体集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の回路；等により駆動処理されてもよい。本実施形態のプログラムは、例えば、記録媒体に記録されていてもよい。記録媒体としては、特に限定されず、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク（ＨＤ）、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）等があげられる。
【００４４】
図１２は、本実施形態のプログラムを実行する情報処理装置の例を示す。情報処理装置５００は、一例として、以下のような構成を含む。
【００４５】
・ＣＰＵ５０１
・ＲＯＭ５０２
・ＲＡＭ５０３
・ＲＡＭ５０３にロードされるプログラム５０４
・プログラム５０４を格納する記憶装置５０５
・記録媒体５０６の読み書きを行うドライブ装置５０７
・通信ネットワーク５０９と接続する通信インターフェース５０８
・データの入出力を行う入出力インターフェース５１０
・各構成要素を接続するバス５１１
各実施形態における各装置の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム５０４をＣＰＵ５０１が取得して実行することで実現される。各装置の各構成要素の機能を実現するプログラム５０４は、例えば、予め記憶装置５０５やＲＡＭ５０３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ５０１が読み出す。なお、プログラム５０４は、通信ネットワーク５０９を介してＣＰＵ５０１に供給されてもよいし、予め記録媒体５０６に格納されており、ドライブ装置５０７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ５０１に供給してもよい。
【００４６】
各装置の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、各装置は、構成要素毎にそれぞれ別個の情報処理装置５００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、各装置が備える複数の構成要素が、一つの情報処理装置５００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
【００４７】
また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、プロセッサ等を含む汎用または専用の回路 （ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）や、これらの組み合わせによって実現される。これらは、単一のチップ によって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップ によって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。
【００４８】
各装置の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
【００４９】
［実施形態５］
図９の模式ブロック図に、本実施形態の漏洩箇所分析装置の構成の一例を示す。図示のように、本実施形態の漏洩箇所分析装置２００は、第１の波動検知手段１０１ａと、第２の波動検知手段１０１ｂと、漏洩箇所算出手段１０５と、を含む。
【００５０】
第１の波動検知手段１０１ａ及び第２の波動検知手段１０１ｂは、配管の波動を検知可能であればいかなるものであってもよく、例えば、振動を検知するセンサ、圧力変動を検知するセンサ等があげられる。
【００５１】
第１の波動検知手段１０１ａは、第１の配管に設置される。第１の波動検知手段１０１ａは、前記第１の配管に直接設置されてもよいし、弁栓部を介して前記第１の配管に設置されてもよい。前記弁栓部としては、例えば、前記第１の配管に接続された消火栓、止水栓、エアバルブ等があげられる。
【００５２】
第２の波動検知手段１０１ｂは、前記第１の配管と接続された第２の配管に、設置される。第２の波動検知手段１０１ｂは、前記第２の配管に直接設置されてもよいし、弁栓部を介して前記第２の配管に設置されてもよい。前記弁栓部としては、例えば、第２の配管に接続された消火栓、止水栓、エアバルブ等があげられる。
【００５３】
漏洩箇所算出手段１０５は、第１の波動検知手段１０１ａへの波動到達時間と第１の波動検知手段１０１ｂへの波動到達時間との差と、第１の波動検知手段１０１ａの設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び第２の配管検知手段１０１ｂの設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する。
【００５４】
［実施形態６］
図１０の模式ブロック図に、本実施形態の漏洩箇所分析装置の構成の一例を示す。図示のように、本実施形態の漏洩箇所分析装置２００は、さらに、波動伝搬速度算出手段１０４を含むこと以外、実施形態５の漏洩箇所分析装置と同様である。
【００５５】
波動伝搬速度算出手段１０４は、第１の波動検知手段１０１ａへの波動到達時間と第１の波動検知手段１０１ｂへの波動到達時間との差と、第１の波動検知手段１０１ａの設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び第２の波動検知手段１０１ｂの設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出する。
【００５６】
また、本実施形態の漏洩箇所分析装置２００において、漏洩箇所算出手段１０５は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出する。
【００５７】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００５８】
この出願は、２０１６年４月２８日に出願された日本出願特願２０１６−９１９９６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。
【００５９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載しうるが、以下には限定されない。
【００６０】
（付記１）
第１の波動検知手段と、第２の波動検知手段と、加振手段と、漏洩箇所算出手段とを含み、
前記第１の波動検知手段は、第１の配管に設置される検知手段であり、
前記第２の波動検知手段は、前記第１の配管に接続された第２の配管に、設置される検知手段であり、
前記加振手段は、前記第１の配管において、前記第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第２の配管との非接続側に波動を加える手段であり、
前記漏洩箇所算出手段は、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する手段であることを特徴とする、漏洩箇所分析システム。
【００６１】
（付記２）
さらに、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出する波動伝搬速度算出手段を含み、
前記漏洩箇所算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、付記１記載の漏洩箇所分析システム。
【００６２】
（付記３）
前記波動伝搬速度算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、一次関数で近似することを特徴とする、付記２記載の漏洩箇所分析システム。
【００６３】
（付記４）
前記波動伝搬速度算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、二次関数で近似することを特徴とする、付記２記載の漏洩箇所分析システム。
【００６４】
（付記５）
さらに、前記第１の波動検知手段及び前記第２の波動検知手段が検知した波動データを収集する波動データ収集手段を含むことを特徴とする、付記１から４のいずれかに記載の漏洩箇所分析システム。
【００６５】
（付記６）
さらに、前記波動伝搬速度算出手段に、前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さの情報を入力する配管情報入力手段を含むことを特徴とする、付記２から５のいずれかに記載の漏洩箇所分析システム。
【００６６】
（付記７）
前記配管情報入力手段は、前記第１の配管及び前記第２の配管の材質、径及び敷設位置情報からなる群から選択される少なくとも一つの情報を、前記波動伝搬速度算出手段に入力可能であることを特徴とする、付記６記載の漏洩箇所分析システム。
【００６７】
（付記８）
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、漏洩箇所分析方法。
【００６８】
（付記９）
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出し、
前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、付記８記載の漏洩箇所分析方法。
【００６９】
（付記１０）
前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、一次関数で近似することを特徴とする、付記９記載の漏洩箇所分析方法。
【００７０】
（付記１１）
前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、二次関数で近似することを特徴とする、付記９記載の漏洩箇所分析方法。
【００７１】
（付記１２）
前記第１の配管及び前記第２の配管の材質、径及び敷設位置情報からなる群から選択される少なくとも一つの情報を用いることを特徴とする、付記９から１１のいずれかに記載の漏洩箇所分析方法。
【００７２】
（付記１３）
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所分析方法をコンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
【００７３】
（付記１４）
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所分析方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録してい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。
【００７４】
（付記１５）
第１の波動検知手段と、第２の波動検知手段と、漏洩箇所算出手段とを含み、
前記第１の波動検知手段は、第１の配管に設置される検知手段であり、
前記第２の波動検知手段は、前記第１の配管に接続された第２の配管に、設置される検知手段であり、
前記漏洩箇所算出手段は、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する手段であることを特徴とする、漏洩箇所分析装置。
【００７５】
（付記１６）
さらに、波動伝搬速度算出手段を含み、
前記波動伝搬速度算出手段は、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出する手段であり、
前記漏洩箇所算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出する手段であることを特徴とする、付記１５記載の漏洩箇所分析装置。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、複数種の配管が混在し、配管の材質や径が変化する場合においても、流体の漏洩箇所を精度よく分析可能な漏洩箇所分析システム、漏洩箇所分析方法及び漏洩箇所分析装置を提供することができる。本発明の漏洩箇所分析システム、漏洩箇所分析方法及び漏洩箇所分析装置は、水、石油、ガス等を輸送する配管網を構成する配管をはじめ、各種の配管の漏洩箇所の分析に、幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００    漏洩箇所分析システム
１０１ａ  第１の波動検知手段
１０１ｂ  第２の波動検知手段
１０２    加振手段
１０３ａ  第１の波動データ収集手段
１０３ｂ  第２の波動データ収集手段
１０４    波動伝搬速度算出手段
１０５    漏洩箇所算出手段
１０７    配管情報入力手段
１２０ａ  第１の配管
１２０ｂ  第２の配管
１２３ａ、１２３ｂ  弁栓部
２００    漏洩箇所分析装置
【図１】
2017188074.tif 000007
【図２】
2017188074.tif 000008
【図３】
2017188074.tif 000009
【図４】
2017188074.tif 000010
【図５】
2017188074.tif 000011
【図６】
2017188074.tif 000012
【図７】
2017188074.tif 000013
【図８】
2017188074.tif 000014
【図９】
2017188074.tif 000015
【図１０】
2017188074.tif 000016
【図１１】
2017188074.tif 000017
【図１２】
2017188074.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月20日(2018.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配管に設置される第１の波動検知手段と、
前記第１の配管に接続された第２の配管に設置される第２の波動検知手段と、
前記第１の配管において、前記第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第２の配管との非接続側に波動を加える加振手段と、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所算出手段と
を含むことを特徴とする、漏洩箇所分析システム。
【請求項２】
さらに、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を算出する波動伝搬速度算出手段を含み、
前記漏洩箇所算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を用いて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、請求項１記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項３】
前記波動伝搬速度算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、一次関数で近似することを特徴とする、請求項２記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項４】
前記波動伝搬速度算出手段は、前記複数の周波数における前記第１の配管の波動伝搬速度及び前記第２の配管の波動伝搬速度を、それぞれ、二次関数で近似することを特徴とする、請求項２記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項５】
さらに、前記第１の波動検知手段及び前記第２の波動検知手段が検知した波動データを収集する波動データ収集手段を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項６】
さらに、前記波動伝搬速度算出手段に、前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さの情報を入力する配管情報入力手段を含むことを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項７】
前記配管情報入力手段は、前記第１の配管及び前記第２の配管の材質、径及び敷設位置情報からなる群から選択される少なくとも一つの情報を、前記波動伝搬速度算出手段に入力可能であることを特徴とする、請求項６記載の漏洩箇所分析システム。
【請求項８】
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出することを特徴とする、漏洩箇所分析方法。
【請求項９】
第１の配管において、第１の波動検知手段の設置箇所を基準として、前記第１の配管に接続された第２の配管との非接続側に波動を加え、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の配管に設置される第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の波動検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所分析方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【請求項１０】
第１の配管に設置される第１の波動検知手段と、
前記第１の配管に接続された第２の配管に設置される第２の波動検知手段と、
前記第１の波動検知手段への波動到達時間と前記第２の波動検知手段への波動到達時間との差と、
前記第１の波動検知手段の設置箇所から前記第２の配管との接続箇所までの長さ及び前記第２の配管検知手段の設置箇所から前記第１の配管との接続箇所までの長さと、
に基づいて、流体の漏洩箇所を算出する漏洩箇所算出手段と
を含むことを特徴とする、漏洩箇所分析装置。
【国際調査報告】
2017188074.tif 000019
2017188074.tif 000020
2017188074.tif 000021
2017188074.tif 000022