(57)【要約】【課題】水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管又は間隙部に流動体を流動させて溜める際に、配管又は間隙部内の流動体の界面の上昇を観測することができる流動体界面観測方法を提供する。【解決手段】超音波センサ２２，２４が取付けられた随伴フロート２０を水槽１０内に投入する。セメントペースト２の注入開始後、信号処理装置３０は、超音波センサ２２から超音波を上向きに送信させ、超音波センサ２２で受信した反射波に基づき、随伴フロート２０がドレン配管１１へ移動したか否かを判定する。随伴フロート２０がドレン配管１１へ移動したと判定した場合に、超音波センサ２４から超音波を下向きに複数回送信させ、超音波センサ２４で複数回受信した反射波に基づき、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇しているか否かを判定し、その判定結果を出力する。【選択図】図２
2017096631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管又は上壁、下壁、及び側壁で区画された間隙部に流動体を流動させて溜める際に、前記配管又は前記間隙部内の流動体の界面の上昇を観測する流動体界面観測方法であって、
フロート全体の比重が水と流動体の間となるように構成されて、第１超音波センサ及び第２超音波センサが取付けられた随伴フロートを、前記流動体が注入される部分に投入し、
流動体の注入開始後、前記第１超音波センサから超音波を上向きに送信し、前記第１超音波センサで受信した反射波に基づき、前記随伴フロートが流動体の流れに随伴して前記配管又は前記間隙部へ移動したか否かを判定し、
前記随伴フロートが前記配管又は前記間隙部へ移動したと判定した場合に、前記第２超音波センサから超音波を下向きに複数回送信し、前記第２超音波センサで複数回受信した反射波に基づき、前記配管又は前記間隙部内の流動体の界面が上昇しているか否かを判定し、その判定結果を出力することを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項２】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記配管又は前記間隙部内の流動体の界面が上昇していないと判定した場合に、前記第２超音波センサで受信した反射波に基づき、前記配管又は前記間隙部内に流動体が充満したか否かを判定し、その判定結果を出力することを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項３】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記流動体は、セメントペースト、モルタル、コンクリート、又は、セメント系のグラウトであることを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項４】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記随伴フロートは、重心が高さ中心より下側に位置し、浮心が高さ中心より上側に位置するように構成されたことを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項５】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記随伴フロートは、前端側が舳先形状に形成されたことを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項６】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記第１超音波センサから超音波を上向きに発散するように送信することを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項７】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記第２超音波センサから超音波を下向きに収束するように送信することを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項８】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記第２超音波センサで受信した反射波に基づいて、前記配管又は前記間隙部内の流動体の界面の高さを演算し、その演算結果を出力することを特徴とする流動体界面観測方法。
【請求項９】
請求項１に記載の流動体界面観測方法において、
前記随伴フロートに接続されたケーブルの送り出し長さに基づいて、前記随伴フロートの移動量又は水平位置を演算し、その演算結果を出力することを特徴とする流動体界面観測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管又は間隙部に流動体を流動させて溜める際に、配管又は間隙部内の流動体の界面の上昇を観測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ベントナイト等の安定液を充満した杭孔に、安定液より比重が大きいコンクリートをトレミー管から注入する際に、トレミー管に対するコンクリートの被り深さを計測する方法を開示している。
【０００３】
詳細には、フロート全体の比重が安定液とコンクリートの間となるように構成されたフロートを、トレミー管に沿って上下方向に移動可能に設けている。これにより、杭孔内のコンクリートの界面の高さに応じて、フロートが上下方向に移動する。フロートには、トレミー管との間で接続されたワイヤの引き出し長さを検出する検出器を設けている。制御装置は、検出器で検出されたワイヤの引き出し長さに基づいて、トレミー管に対するコンクリートの被り深さを演算している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２００５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管又は間隙部に流動体を流動させて溜める際に、配管又は間隙部内の流動体の界面の上昇を観測したい場合がある。
【０００６】
しかし、配管又は間隙部の内部を直視することは困難である。また、特許文献１に記載の方法とほぼ同様、流動体を注入する注入管に沿って上下方向に移動可能なフロートを採用しても、配管又は間隙部内の流動体の界面の上昇を確認できない。
【０００７】
本発明の目的は、水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管又は間隙部に流動体を流動させて溜める際に、配管又は間隙部内の流動体の界面の上昇を確認できる流動体界面観測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管又は上壁、下壁、及び側壁で区画された間隙部に流動体を流動させて溜める際に、前記配管又は前記間隙部内の流動体の界面の上昇を観測する流動体界面観測方法であって、フロート全体の比重が水と流動体の間となるように構成されて、第１超音波センサ及び第２超音波センサが取付けられた随伴フロートを、前記流動体が注入される部分に投入し、流動体の注入開始後、前記第１超音波センサから超音波を上向きに送信し、前記第１超音波センサで受信した反射波に基づき、前記随伴フロートが流動体の流れに随伴して前記配管又は前記間隙部へ移動したか否かを判定し、前記随伴フロートが前記配管又は前記間隙部へ移動したと判定した場合に、前記第２超音波センサから超音波を下向きに複数回送信し、前記第２超音波センサで複数回受信した反射波に基づき、前記配管又は前記間隙部内の流動体の界面が上昇しているか否かを判定し、その判定結果を出力する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管又は間隙部に流動体を流動させて溜める際に、配管又は間隙部内の流動体の界面の上昇を確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における流動体界面観測方法を説明するための概略図であり、随伴フロートを水槽内に投入した状態を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態における流動体界面観測方法を説明するための概略図であり、随伴フロートがセメントペーストの流れに随伴してドレン配管へ移動した状態を示す。
【図３】本発明の第１の実施形態における随伴フロートの概略構造を表す上面図及び側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における随伴フロートの移動状態を表す概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における随伴フロートの移動状態を表す概略図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における随伴フロートのセンサ配置を表す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における流動体界面観測方法の手順を表すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態における第１超音波センサの発信パルス及び反射エコーを具体例として表す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における第２超音波センサの発信パルス及び反射エコーを具体例として表す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における流動体界面観測方法を説明するための概略図であり、随伴フロートを地上タンク内に投入した状態を示す。
【図１１】本発明の第２の実施形態における流動体界面観測方法を説明するための概略図であり、随伴フロートがセメントペーストの流れに随伴して地下配管へ移動した後で、地下配管内にセメントペーストが充満した状態を示す。
【図１２】本発明の第２の実施形態における流動体界面観測方法を説明するための概略図であり、随伴フロートがセメントペーストの流れに随伴して地下配管へ移動した後で、地下配管内にセメントペーストが充満できない状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１及び図２は、本実施形態における流動体界面観測方法を説明するための概略図である。図１は、随伴フロートを水槽内に投入した状態を示し、図２は、随伴フロートがセメントペーストの流れに随伴してドレン配管へ移動した状態を示す。
【００１３】
本実施形態は、使用予定のない水槽１０と共に、水槽１０の下部に接続されて先端側（図１及び図２中左側）が封止部１２で封止されたドレン配管１１を廃止させたい場合である。具体的には、水１を貯留した水槽１０に水１より比重が大きいセメントペースト２（すなわち、セメントに水を混ぜたもので、流動体）を注入管１３から注入し、セメントペースト２が注入される部分Ａより低い位置にあるドレン配管１１にセメントペースト２を流動させて溜めさせる場合である。このような場合に、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面の上昇を確認しながら、水槽１０にセメントペースト２を注入したいという要望がある。
【００１４】
しかし、ドレン配管１１の内部を直視することは困難である。また、特許文献１に記載の方法とほぼ同様、注入管１３に沿って上下方向に移動可能なフロートを採用すれば、水槽１０内のセメントペースト２の界面の上昇を確認できるが、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面の上昇を確認できない。そこで、本実施形態では、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面の上昇を観測するために、随伴フロート２０及び信号処理装置３０等を備えた流動体界面観測システムを用いる。
【００１５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本実施形態における随伴フロート２０の概略構造を表す上面図及び側面図である。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）（並びに上述の図１及び図２等）においては、後述する超音波センサの図示を省略している。
【００１６】
随伴フロート２０は、フロート全体の比重が水１とセメントペースト２の間となるように構成されている。これにより、セメントペースト２の界面（言い換えれば、水１とセメントペースト２の境界面）で浮くようになっている。
【００１７】
また、随伴フロート２０の高さ中心Ｌより下側は、比較的重い構造物２１を配置し、高さ中心Ｌより上側は、比較的軽い構造物を配置するか若しくは空洞にしている。これにより、随伴フロート２０の重心Ｇは、高さ中心Ｌより下側に位置している。また、図示しない断面形状により、随伴フロート２０の浮心Ｂは、高さ中心Ｌより上側に位置している。これにより、図４で示すように、随伴フロート２０がセメントペースト２の流れに随伴して移動する際に、随伴フロート２０が上下方向に反転することなく、安定した姿勢を保つことができる。
【００１８】
また、随伴フロート２０の前端側（図３（ａ）及び図３（ｂ）中左側）は、いわゆる舳先形状に形成されている。これにより、図５で示すように、随伴フロート２０が障害物１４に接触した場合でも、随伴フロート２０が障害物１４を回避して移動することができる。
【００１９】
図６は、本実施形態における随伴フロート２０のセンサ配置を表す側面図である。
【００２０】
随伴フロート２０の上側には超音波センサ２２が取付けられている。そして、超音波センサ２２から超音波を上向きに送信し、その反射波（すなわち、下向きの超音波）を超音波センサ２２で受信する。特に、本実施形態では、凸状の音響レンズ２３を用いることにより、超音波センサ２２から超音波を上向きに発散するように送信して、その反射波を超音波センサ２２で受信する。これにより、ドレン配管１１のように反射面が曲面であっても、反射波が得られやすくなっている。
【００２１】
また、随伴フロート２０の下側には超音波センサ２４が取付けられている。そして、超音波センサ２４から超音波を下向きに送信し、その反射波（すなわち、上向きの超音波）を超音波センサ２４で受信する。特に、本実施形態では、凹状の音響レンズ２５を用いることにより、超音波センサ２４から超音波を下向きに収束するように送信して、その反射波を超音波センサ２４で受信する。これにより、セメントペースト中の超音波の減衰率が大きくても、十分な強度の反射波を得るようになっている。
【００２２】
図６並びに上述の図１及び図２で示すように、超音波センサ２２，２４は、ケーブル２６を介して信号処理装置３０に接続されている。随伴フロート２０の移動に伴い、ケーブル２６がケーブル送り機構３１及びケーブル操作装置３２によって送り出されるようになっている。
【００２３】
信号処理装置３０は、超音波センサ２２，２４にケーブル２６を介し電気信号（発信パルス）を出力して、超音波センサ２２，２４から超音波を送信させる。超音波センサ２２，２４は、受信した反射波を電気信号（反射エコー）に変換してケーブル２６を介し信号処理装置３０に出力する。信号処理装置３０は、反射エコーに対し所定の処理を行うようになっている（詳細は後述）。
【００２４】
注入管１３には、セメントペースト２の流量を検出する流量計（図示せず）が設けられている。信号処理装置３０は、流量計の検出信号を入力し、これに対し所定の処理を行うようになっている（詳細は後述）。
【００２５】
次に、本実施形態の動作を、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における流動体界面観測方法の手順を表すフローチャートである。
【００２６】
まず、ステップＳ１１にて、水槽１０内の部分Ａに随伴フロート２０を投入する。このとき、随伴フロート２０は、水槽１０の底部に沈んでいる。その後、ステップＳ１２に進み、水槽１０内の部分Ａへのセメントペースト２の注入を開始する。そして、セメントペースト２が水槽１０内の部分Ａからドレン配管１１に流れ込み、この流れに随伴して随伴フロート２０が移動する。
【００２７】
ステップＳ１３に進み、信号処理装置３０は、流量計の検出信号に基づき、セメントペースト２の注入開始を認識してから、超音波センサ２２に発信パルス４０（図８参照）を出力する。これにより、超音波センサ２２から超音波を上向きに発散するように送信させる。その後、ステップＳ１４に進み、信号処理装置３０は、超音波センサ２２で受信した反射波に基づき、随伴フロート２０がセメントペースト２の流れに随伴してドレン配管１１へ移動したか否かを判定する。
【００２８】
詳しく説明すると、図８で示すように、発信パルス４０の出力タイミングを基準として、その出力タイミングの近傍である不感帯を除き、ドレン配管１１の内径に対応する水中の超音波の伝播時間に基づいて時間ゲート４１を予め設定している。そして、時間ゲート４１内に所定の閾値を超えた強度を有する反射エコーがあるか否かを判定することにより、随伴フロート２０がドレン配管１１へ移動したか否かを判定する。
【００２９】
最初は、随伴フロート２０が水槽１０内にあるので、反射エコーが得られないか、若しくは時間ゲート４１外の反射エコーが得られる。そして、随伴フロート２０がドレン配管１１へ移動していないと判定するため、ステップＳ１４の判定が満たされず、前述のステップＳ１３に戻って上記同様の手順を繰り返す。その後、随伴フロート２０がドレン配管１１へ移動すれば、図８で示すように、時間ゲート４１内の反射エコー４２が得られる。そして、随伴フロート２０がドレン配管１１へ移動したと判定するため、ステップＳ１４の判定が満たされ、ステップＳ１５に移る。
【００３０】
ステップＳ１５では、信号処理装置３０は、超音波センサ２４に発信パルス４３（図９参照）を所定の時間間隔で少なくとも２回出力する。これにより、超音波センサ２４から超音波を下向きに収束するように少なくとも２回送信させる。その後、ステップＳ１６に進み、信号処理装置３０は、超音波センサ２４で少なくとも２回受信した反射波に基づき、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇しているか否かを判定する。
【００３１】
詳しく説明すると、図９で示すように、発信パルス４３の出力タイミングを基準として、その出力タイミングの近傍である不感帯を除き、ドレン配管１１の内径に対応するセメントペースト中の超音波の伝播時間に基づいて時間ゲート４４を予め設定している。そして、１回目の発信パルス４３の出力タイミングを基準とする時間ゲート４４内に、所定の閾値を超えた強度を有する反射エコーがあれば、１回目の反射エコー４５ａとして抽出し、その伝播時間Ｔａを演算する。また、２回目の発信パルス４３の出力タイミングを基準とする時間ゲート４４内に、所定の閾値を超えた強度を有する反射エコーがあれば、２回目の反射エコー４５ｂとして抽出し、その伝播時間Ｔｂを演算する。
【００３２】
そして、２回目の反射エコー４５ｂの伝播時間Ｔｂと１回目の反射エコー４５ａの伝播時間Ｔａの差分（Ｔｂ−Ｔａ）が予め設定された閾値（詳細には、固定値、又はセメントペースト２の界面の高さ若しくは時間に応じて変化する可変値）より大きいか否かを判定することにより、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇しているか否かを判定する。例えば伝播時間の差分（Ｔｂ−Ｔａ）が閾値より大きければ、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇していると判定する。この場合、ステップＳ１６の判定が満たされ、ステップＳ１５に戻る。なお、前述した判定結果は、表示部（図示せず）に出力されて表示されるか、若しくは記録部（図示せず）に出力されて記録される。
【００３３】
ステップＳ１５に戻った場合、信号処理装置３０は、超音波センサ２４に発信パルス４３を少なくとも１回出力する。これにより、超音波センサ２４から超音波を下向きに収束するように少なくとも１回送信させる。その後、ステップＳ１６に進み、信号処理装置３０は、超音波センサ２４で少なくとも１回受信した反射波に基づき、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇しているか否かを判定する。
【００３４】
詳しく説明すると、図９で示すように、３回目の発信パルス４３の出力タイミングを基準とする時間ゲート４４内に、所定の閾値を超えた強度を有する反射エコーがあれば、３回目の反射エコー４５ｃとして抽出し、その伝播時間Ｔｃを演算する。そして、３回目の反射エコー４５ｃの伝播時間Ｔｃと２回目の反射エコー４５ｂの伝播時間Ｔｂの差分（Ｔｃ−Ｔｂ）が閾値より大きいか否かを判定することにより、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇しているか否かを判定する。例えば伝播時間の差分（Ｔｃ−Ｔｂ）が閾値より大きければ、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇していると判定する。この場合、ステップＳ１６の判定が満たされ、ステップＳ１５に戻って上記同様の手順を繰り返す。
【００３５】
一方、例えば伝播時間の差分（Ｔｂ−Ｔａ）若しくは（Ｔｃ−Ｔｂ）等が閾値より小さければ、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面が上昇していないと判定する。この場合、ステップＳ１６の判定が満たされず、ステップＳ１７に移る。なお、前述した判定結果は、表示部に出力されて表示されるか、若しくは記録部に出力されて記録される。
【００３６】
ステップＳ１７では、信号処理装置３０は、ドレン配管１１内にセメントペースト２が充満したか否かを判定する。詳しく説明すると、本実施形態では、流量計の検出信号に基づいてセメントペースト２の総注入量を演算しており、このセメントペースト２の総注入量がドレン配管１１の容積に達したか否かを判定することにより、ドレン配管１１内にセメントペースト２が充満したか否かを判定する。
【００３７】
ドレン配管１１内にセメントペースト２が充満したと判定した場合は、ステップＳ１７の判定が満たされ、セメントペースト２の界面の観測を終了する（但し、水槽１０へのセメントペースト２の注入は継続する）。一方、ドレン配管１１内にセメントペースト２が充満していないと判定した場合は、ステップＳ１７の判定が満たされず、ステップＳ１８に移る。なお、前述した判定結果は、表示部に出力されて表示されるか、若しくは記録部に出力されて記録される。
【００３８】
ステップＳ１８では、信号処理装置３０は、流量計の検出信号に基づき、セメントペースト２の注入が中断しているか否かを判定する。セメントペースト２の注入が中断していると判定した場合は、ステップＳ１８の判定が満たされ、ステップＳ１９に移る。ステップＳ１９では、信号処理装置３０は、例えばセメントペースト２の注入再開を促すための表示部の表示又はブザー（図示せず）の吹鳴等を行わせる。これに従い、作業者がセメントペースト２の注入を再開する。その後、ステップＳ１５に戻って上記同様の手順を繰り返す。
【００３９】
一方、セメントペースト２の注入が中断していないと判定した場合は、ステップＳ１８の判定が満たされず、ステップＳ２０に移る。ステップＳ２０では、信号処理装置３０は、例えばトラブルの発生を知らせるための表示部の表示又はブザーの吹鳴等を行わせる。これに従い、作業者がトラブルを解決する。具体的には、例えば、注入管１３の位置を変えたり、ケーブル２６を断続的に動かしてセメントペースト２に動きを与えたり、投げ込みポンプを投入して水流を発生させたりする。その後、ステップＳ１５に戻って上記同様の手順を繰り返す。
【００４０】
以上のようにして、本実施形態では、水１を貯留した水槽１０に水１より比重が大きいセメントペースト２を注入し、セメントペースト２が注入される部分Ａより低い位置にあるドレン配管１１にセメントペースト２を流動させて溜める際に、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面の上昇を確認できる。
【００４１】
なお、第１の実施形態においては、特に説明しなかったが、例えば図８で示すような表示形態で、超音波センサ２２に係わる発信パルス、時間ゲート、及び反射エコーのうちの少なくとも反射エコーを表示部に表示してもよい。また、例えば図９で示すような表示形態で、超音波センサ２４に係わる発信パルス、時間ゲート、及び反射エコーのうちの少なくとも反射エコーを表示部に表示してもよい。その際、図８中の横軸の時間は、水中の超音波の伝搬速度を積算して往復距離（又は、その半分の片道距離）に換算してもよいし、図９中の横軸の時間は、セメントペースト中の超音波の伝搬速度を積算して往復距離（又は、その半分の片道距離）に換算してもよい。
【００４２】
また、第１の実施形態においては、特に説明しなかったが、信号処理装置３０は、超音波センサ２４で受信した反射波に基づいて、ドレン配管１１内のセメントペースト２の界面の高さを演算し、その演算結果を表示部に出力して表示するか、若しくは記録部に出力して記録してもよい。
【００４３】
また、第１の実施形態においては、特に説明しなかったが、信号処理装置３０は、ケーブル送り機構３１及びケーブル操作装置３２によるケーブル２６の送り出し長さを入力し、これに基づいて随伴フロート２０の移動量を演算し、その演算結果を表示部に出力して表示するか、若しくは記録部に出力して記録してもよい。あるいは、随伴フロート２０の初期位置及び移動量と水槽１０及びドレン配管の構造から、随伴フロート２０の水平位置を演算し、その演算結果を表示部に出力して表示するか、若しくは記録部に出力して記録してもよい。
【００４４】
本発明の第２の実施形態を、図１０〜図１２を用いて説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。
【００４５】
図１０〜図１２は、本実施形態における流動体界面観測方法を説明するための概略図である。図１０は、随伴フロートを地上タンク内に投入した状態を示し、図１１は、随伴フロートがセメントペーストの流れに随伴して地下配管へ移動した後で、地下配管内にセメントペーストが充満した状態を示す。図１２は、随伴フロートがセメントペーストの流れに随伴して地下配管へ移動した後で、地下配管内にセメントペーストが充満できない状態を示す。
【００４６】
本実施形態は、地上タンク５０ａ，５０ｂと共に、地上タンク５０ａ，５０ｂの下部に縦配管５１ａ，５１ｂを介し接続された地下配管（横配管）５２を廃止させたい場合である。具体的には、水１を貯留した地上タンク５０ａ，５０ｂのうちの一方である地上タンク５０ａに水１より比重が大きいセメントペースト２を注入管から注入し、セメントペースト２が注入される部分より低い位置にある地下配管５２にセメントペースト２を流動させて溜めさせる場合である。このような場合に、地下配管５２内のセメントペースト２の界面の上昇を確認しながら、地上タンク５０ａにセメントペースト２を注入したいという要望がある。そこで、地下配管５２内のセメントペースト２の界面の上昇を観測するために、第１の実施形態と同様、随伴フロート２０及び信号処理装置３０等を備えた流動体界面観測システムを用いる。
【００４７】
次に、本実施形態の動作を説明する。まず、地上タンク５０ａ内に随伴フロート２０を投入する。このとき、随伴フロート２０は、地上タンク５０ａの底部に沈んでいる。その後、地下配管５２の出口側（図１０〜図１２中左側）に接続された排出配管５３に設けられた開閉弁５４を開きつつ、地上タンク５０ａへのセメントペースト２の注入を開始する。そして、セメントペースト２が地上タンク５０ａから縦配管５１ａを介し地下配管５２に流れ込み、この流れに随伴して随伴フロート２０が移動する。
【００４８】
信号処理装置３０は、セメントペースト２の注入開始後、超音波センサ２２に発信パルスを出力する。これにより、超音波センサ２２から超音波を上向きに発散するように送信させる。その後、信号処理装置３０は、超音波センサ２２で受信した反射波に基づき、随伴フロート２０がセメントペースト２の流れに随伴して地下配管５２へ移動したか否かを判定する。
【００４９】
信号処理装置３０は、随伴フロート２０が地下配管５２へ移動したと判定した場合に、超音波センサ２４に発信パルスを所定の時間間隔で複数回出力する。これにより、超音波センサ２４から超音波を下向きに収束するように複数回送信させる。その後、信号処理装置３０は、超音波センサ２４で複数回受信した反射波に基づき、地下配管５２内のセメントペースト２の界面が上昇しているか否かを判定し、その判定結果を表示部に出力して表示するか、若しくは記録部に出力して記録する。
【００５０】
信号処理装置３０は、地下配管５２内のセメントペースト２の界面が上昇していないと判定した場合に、地下配管５２内にセメントペースト２が充満したか否かを判定する。詳しく説明すると、本実施形態では、超音波センサ２４で受信した反射波に基づいて地下配管５２内のセメントペースト２の界面の高さを演算しており、この界面の高さが地下配管５２の内径に達したか否かを判定することにより、地下配管５２内にセメントペースト２が充満したか否かを判定し、その判定結果を表示部に出力して表示するか、若しくは記録部に出力して記録する。
【００５１】
なお、例えば図１１で示すように地下配管５２内にセメントペースト２が充満した場合は、排出配管５３からセメントペースト２が流出することを確認してから、開閉弁５４を閉じる。また、例えば図１２で示すように地下配管５２内に水だまりができた場合は、地下配管５２内のセメントペースト２の界面が上昇せず、かつ地下配管５２内にセメントペースト２が充満できない状態となる。この場合には、例えば開閉弁５４の開閉を繰り返して、地下配管５２内の水だまりの水を抜けばよい。そして、地下配管５２内のセメントペースト２の界面が上昇するか否かを確認することにより、正常な状態に復帰したか否かを確認すればよい。
【００５２】
以上のようにして、本実施形態では、水１を貯留した地上タンク５０ａに水１より比重が大きいセメントペースト２を注入し、セメントペースト２が注入される部分より低い位置にある地下配管５２にセメントペースト２を流動させて溜める際に、地下配管５２内のセメントペースト２の界面の上昇を確認できる。
【００５３】
なお、第１及び第２の実施形態においては、流動体として、セメントペースト２を用いる場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想の範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば、モルタル（詳細には、セメントペーストに細骨材を混ぜたもの）、コンクリート（詳細には、セメントペーストに骨材を混ぜたもの）、又は、セメント系のグラウトを用いてもよい。
【００５４】
また、第１及び第２の実施形態においては、適用対象として、水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある配管に流動体を流動させて溜める際に、配管内の流動体の界面の上昇を観測する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想の範囲内で変形が可能である。すなわち、水を貯留した設備に水より比重が大きい流動体を注入し、流動体が注入される部分より低い位置にある、上壁、下壁、及び側壁で区画された間隙部に流動体を流動させて溜める際に、間隙部内の流動体の界面の上昇を観測する場合に適用してもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１                水
２                セメントペースト（流動体）
１０              水槽
１１              ドレン配管
２０              随伴フロート
２２              超音波センサ（第１超音波センサ）
２４              超音波センサ（第２超音波センサ）
３０              信号処理装置
５０ａ，５０ｂ    地上タンク
５２              地下配管
【図１】
2017096631.tif 000003
【図２】
2017096631.tif 000004
【図３】
2017096631.tif 000005
【図４】
2017096631.tif 000006
【図５】
2017096631.tif 000007
【図６】
2017096631.tif 000008
【図７】
2017096631.tif 000009
【図８】
2017096631.tif 000010
【図９】
2017096631.tif 000011
【図１０】
2017096631.tif 000012
【図１１】
2017096631.tif 000013
【図１２】
2017096631.tif 000014