(57)【要約】【課題】下水圧送管路内に走行させて堆積物等を除去する洗浄用ピグの走行位置を検出する場合、管路途中でピグが停止した場合は、その位置を正確に検出することが出来なかった。【解決手段】下水圧送管路１の内壁面に、管路内を走行する洗浄用ピグ７が接触するようにセンサ用光ファイバ２を配設し、光学式温度センサ本体３からセンサ用光ファイバ２にパルス光を入射させ、センサ用光ファイバから出射される後方散乱光を測定系に導いてセンサ用光ファイバの長手方向の温度を測定し、ディスプレイ装置５に測定した温度情報を監視画面６として表示する。走行する洗浄用ピグ７がセンサ用光ファイバ２に接触して生じる摩擦により発生した熱の温度を光学式温度センサ本体で測定することにより、洗浄用ピグ７の走行位置を監視する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水圧送管路の内壁面に、前記下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグが接触するように配設されたセンサ用光ファイバと、このセンサ用光ファイバに光源からのパルス光を入射させ、前記センサ用光ファイバから出射される後方散乱光を測定系に導いて前記センサ用光ファイバの長手方向の温度を測定するようにした光学式温度センサ本体と、この光学式温度センサ本体からの温度情報を監視画面に表示するディスプレイ装置とを備え、前記下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグが前記センサ用光ファイバに接触して生じる摩擦により前記センサ用光ファイバに発生した熱の温度を前記光学式温度センサ本体で測定することにより、前記洗浄用ピグの走行位置を監視するようにした下水圧送管路におけるピグ位置検出装置。
【請求項２】
下水圧送管路の内壁面に、前記下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグが接触するように配設されたセンサ用光ファイバと、このセンサ用光ファイバに光源からのパルス光を入射させ、前記センサ用光ファイバから出射される後方散乱光を測定系に導いて前記センサ用光ファイバの長手方向の歪みまたは圧力を測定するようにした光学式圧力センサ本体と、この光学式圧力センサ本体からの歪みまたは圧力情報を監視画面に表示するディスプレイ装置とを備え、前記下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグが前記センサ用光ファイバに接触して受ける前記センサ用光ファイバの歪みまたは圧力を前記光学式圧力センサ本体で測定することにより、前記洗浄用ピグの走行位置を監視するようにした下水圧送管路におけるピグ位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水圧送管路内に走行させて堆積物等を除去する洗浄用ピグの走行位置を検出するようにした下水圧送管路におけるピグ位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下水処理場と下水処理場間あるいは下水処理場と終末処理場間などに配管されている下水圧送管路には、種々の異物が流入して内周面に堆積物が付着し、管内の下水の流れを悪くしたり悪臭を招いたりする。そのため、定期的に圧送ポンプの吐出圧で、発泡樹脂製の洗浄用ピグを管路内で走行させることにより管路内の堆積物等を除去し、下水圧送管路を正常に維持管理するようにしている。
その作業において、洗浄用ピグに何らかのトラブルが発生して管路の途中で停止する場合もあり、洗浄用ピグの位置検出が重要である。
【０００３】
その位置検出装置としては、図４に示すように、管路１１内に突出する検出爪１２にピグが当たると回転軸１３が回転し、その回転軸と一体的に固着されたリミットプレート１４が回転することにより、リミットスイッチが作動してピグの通過を検知する電気式の検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、別のものとして、管路内に突出するプランジャーにピグが当たると、プランジャーが押し上げられ、水平状態でフラッグを支えているレバーが外れ、フラッグの自重でフラッグが起立状態になり、そのフラッグを目視することによりピグの通過を検知する機械式の検出装置も知られている。
【０００４】
また、光ファイバ等を用いて、温度、歪み、圧力の測定、或いは破断箇所の検知を行う光学式センサがあり、特に、光ファイバの後方散乱光を利用した光学式温度センサが知られている。
例えば、光ファイバ式分布形温度センサは、センサ用光ファイバのコアを２０μｍ以下として感度を高め、その入射光源に誘導ラマン散乱の生じない、ピークパワーの小さい光源を用い、さらに光源及び測定系に擬似ランダムパルス方式を用いてピークパワーの小さい光源であってもＳ／Ｎ特性を改善するようにし、長尺線路のみならず接続箇所の多い線路であっても一般のスポット（1点形）温度センサと同程度の高い分解能をもつ温度分布測定を行うことができる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０４３２９号公報（図１）
【特許文献２】特開平１−２６７４２８号公報（第１図）
【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、特許文献１の従来のピグ位置検出装置は、ピグの通過を確認したい箇所にピグ通過検出器を取り付ける必要があり、ピグ検出器間でピグが停止した場合は、その位置を正確に検出することが出来なかった。また、より正確に位置を検出するためには、ピグ検出器を数多く取り付けねばならず、手間と費用がかかるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献２の光ファイバ式分布形温度センサは、長尺路の温度を検出するには有効であるものの、その利用は電力ケーブルの長手方向の温度分布を測定してケーブルの劣化を調べたり、各種プラントの生産ラインや設備の温度コントロールや、ビルやトンネル等の火災検知用に使用されるに過ぎなかった。即ち、測定温度領域は自ら温度または熱を発生する対象にしか利用されていなかった。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、自ら温度または熱を発生しない下水圧送管路内のピグの位置を簡単な構成で、しかも正確に検出できるピグ位置検出装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るピグ位置検出装置は、下水圧送管路の内壁面に、下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグが接触するように配設されたセンサ用光ファイバと、このセンサ用光ファイバに光源からのパルス光を入射させ、センサ用光ファイバから出射される後方散乱光を測定系に導いてセンサ用光ファイバの長手方向の温度を測定するようにした光学式温度センサ本体と、この光学式温度センサ本体からの温度情報を監視画面に表示するディスプレイ装置とを備え、下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグがセンサ用光ファイバに接触して生じる摩擦によりセンサ用光ファイバに発生した熱の温度を光学式温度センサ本体で測定することにより、洗浄用ピグの走行位置を監視するようにしたものである。
【００１０】
また、この発明に係るピグ位置検出装置は、下水圧送管路の内壁面に、下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグが接触するように配設されたセンサ用光ファイバと、このセンサ用光ファイバに光源からのパルス光を入射させ、センサ用光ファイバから出射される後方散乱光を測定系に導いてセンサ用光ファイバの長手方向の歪みまたは圧力を測定するようにした光学式圧力センサ本体と、この光学式圧力センサ本体からの歪みまたは圧力情報を監視画面に表示するディスプレイ装置とを備え、下水圧送管路内を走行する洗浄用ピグがセンサ用光ファイバに接触して受けるセンサ用光ファイバの歪みまたは圧力を光学式圧力センサ本体で測定することにより、洗浄用ピグの走行位置を監視するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、下水圧送管路内の洗浄用ピグの位置を正確に検出できるため、ピグに何らかのトラブルが発生して管路中で停止した場合でも、ピグの回収作業が効率的に行える。また、場合によっては、ピグの回収のため管路を掘削しなければならない場合もあるが、掘削の範囲を最小限に抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１を示す下水圧送管路におけるピグ位置検出装置の構成図である。
【図２】ピグ位置検出装置に使用される光学式温度センサ本体の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示す下水圧送管路におけるピグ位置検出装置の構成図である。
【図４】従来のピグ位置検出装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る下水圧送管路におけるピグ位置検出装置について図１及び図２に基づいて説明する。図１はピグ位置検出装置の構成図、図２はピグ位置検出装置に使用される光学式温度センサ本体の構成図である。
【００１４】
図１において、下水圧送管路１は短いもので数Ｋｍ、長いもので数１０Ｋｍの円筒状の鋼鉄などで作られている。センサ用光ファイバ２は下水圧送管路１の内壁面に、後述する洗浄用ピグに接触するように取り付けられ、管路長手方向に沿って配設されている。このセンサ用光ファイバ２は、コア径を２０μｍ以下とし、温度感度を高感度化して長距離の温度測定を可能にしている。
光学式温度センサ本体３は、センサ用光ファイバ２の一端に接続されて光源からのパルス光を入射させ、センサ用光ファイバ２から出射される後方散乱光を測定系に導いてセンサ用光ファイバ２の長手方向の温度分布を測定するようにしている。この光学式温度センサ本体３の内部構成は後述する図２に基づいて詳しく説明する。
【００１５】
光学式温度センサ本体３で測定された温度情報は、監視画面に変換するための表示Ｓ／Ｗ手段４を介してディスプレイ装置５に送られる。ディスプレイ装置５は液晶表示装置などで構成され、監視画面例６に示すように、横軸に距離、縦軸に温度として、センサ用光ファイバ２に発生した温度を監視画面として表示する。
センサ用光ファイバ２自体はほとんど熱を発生しないものであるが、下水圧送管路１内を走行して管路内を洗浄する洗浄用ピグ７がセンサ用光ファイバ２に接触して生じる摩擦によりセンサ用光ファイバ２に熱を発生する。熱を発生したセンサ用光ファイバ２の温度を光学式温度センサ本体３で測定し、それをディスプレイ装置５に表示することにより、洗浄用ピグ７の下水圧送管路１内での走行位置を監視する。
【００１６】
次に、光学式温度センサ本体３の構成を図２に基づいて説明する。この光学式温度センサ本体３は特許文献２に記載された光ファイバ式分布形温度センサと同じものである。
図２において、パルス光源３１は半導体レーザを用いており、このレーザの駆動信号は疑似ランダム信号発生装置３２により作っている。この疑似ランダム信号発生装置３２からの基本パルス幅は１０ｎｓｅｃであり、周期は約３３０μｓである。この駆動信号によりパルス光源３１が駆動されると、パルス光源３１からはピークパワーの小さいパルス光を発射する。
【００１７】
パルス光源３１から出た光は、光ファイバ３３ａ、光分岐器３４を通してセンサ用光ファイバ２に導かれ、センサ用光ファイバ２中で発生した後方散乱光は、光分岐器３４、光ファイバ３３ｂを通じて光分岐器３５に導かれる。この光分岐器３５で２分された後方散乱光のうち、光ファイバ３３ｃに導かれたものは中心波長λ１の光学フィルタ３６ａ、受光器３７ａ、平準化処理回路３８ａよりなるアンチストークス光の測定系３０ａにより、関数ｆ１（ｔ）を求めるものに用いられる。一方、光ファイバ３３ｄに導かれたものは中心波長λ２の光学フィルタ３６ｂ、受光器３７ｂ、平準化処理回路３８ｂよりなるストークス光の測定系３０ｂにより、関数ｆ２（ｔ）を求めるものに用いられる。
【００１８】
アンチストークス光の測定系３０ａ及びストークス光の測定系３０ｂでは、疑似ランダム信号発生装置３２からの同期信号ＳＤを平準化処理回路３８ａ、３８ｂで受け、これを同期して受信信号の平均化処理を行う。平均化処理の終わった受信信号は温度分布演算回路３９に導かれ、温度分布演算回路３９ではｆ１（ｔ）／ｆ２（ｔ）の演算を行うことにより、センサ用光ファイバ２に沿った線状温度分布を測定する。
【００１９】
次にこの発明のピグ位置検出装置の動作について説明する。
下水圧送管路１の端部などから下水圧送管路１の管路内に洗浄用ピグ７を配置し、ポンプの吐出圧で洗浄用ピグ７が発射されると、洗浄用ピグ７は下水圧送管路１の内壁面に取り付けられたセンサ用光ファイバ２に接触しながら走行する。そうすると、洗浄用ピグ７が走行している場所のセンサ用光ファイバ２が摩擦で熱を持つことになる。
【００２０】
光学式温度センサ本体３は、計測用の光信号をセンサ用光ファイバ２に発信し、後方散乱光としてラマン散乱光を受信する。光学式温度センサ本体３は、センサ用光ファイバ２中の散乱光強度が温度により変化することを利用し、この変化を後方散乱光としてラマン散乱光を検知することにより、センサ用光ファイバ２の長手方向に沿った温度情報を得ることができる。光学式温度センサ本体３による温度測定方法については特許文献２に詳しく説明されているので、ここでは説明を省略する。
【００２１】
光学式温度センサ本体３で得た温度情報は、表示Ｓ／Ｗ手段４で監視画面に変換され、ディスプレイ装置５に送られる。ディスプレイ装置５は監視画面例６のように、横軸に下水圧送管路１の長手方向に沿った距離、縦軸にセンサ用光ファイバ２の温度として、センサ用光ファイバ２に発生した温度を監視画面として表示する。このようにディスプレイ装置５に監視画面を表示することにより、温度の高い箇所が洗浄用ピグ７のある位置として洗浄用ピグ７の位置を監視することが可能となる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る下水圧送管路におけるピグ位置検出装置について図３に基づいて説明する。図３はピグ位置検出装置の構成図である。
実施の形態２の発明は、実施の形態１における光学式温度センサ本体３の代わりに、光学式圧力センサ本体を用いたもので、その他の構成は実施の形態１と同じであり、同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００２３】
図３において、センサ用光ファイバ２には光学式圧力センサ本体８が接続されている。この光学式圧力センサ本体８は、光ファイバあるいは光導波路を用いた物理量測定として、歪及び（あるいは）圧力を測定するようにしたものである。
洗浄用ピグ７が走行している場所の下水圧送管路１の内壁面に取り付けられたセンサ用光ファイバ２が洗浄用ピグ７により歪み、圧力を受ける。この歪、圧力等を測定する場合には、光学式圧力センサ本体８は後方散乱光としてブリュアン散乱光を検出することにより歪、圧力測定が可能となる。
このような光学式圧力センサ本体８としては、例えば特開２０００−２８３７９９号公報に記載された分布型光ファイバ歪み計などを使用することができる。
【００２４】
光学式圧力センサ本体８で得た圧力情報は、表示Ｓ／Ｗ手段４で監視画面に変換され、ディスプレイ装置５に送られる。ディスプレイ装置５は監視画面例９のように、横軸に下水圧送管路１の長手方向に沿った距離、縦軸にセンサ用光ファイバ２が受けた圧力を監視画面として表示する。このようにディスプレイ装置５に監視画面を表示することにより、圧力の高い箇所が洗浄用ピグ７のある位置として洗浄用ピグ７の位置を監視することが可能となる。
【符号の説明】
【００２５】
１：下水圧送管路、                    ２：センサ用光ファイバ、
３：光学式温度センサ本体、            ４：表示Ｓ／Ｗ手段、
５：ディスプレイ装置、                ６：監視画面例、
７：洗浄用ピグ、                      ８：光学式圧力センサ本体、
９：監視画面例。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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