(57)【要約】【課題】土壌及び土中水分の影響を抑制し地中埋設管における流体の漏洩点の位置を精度よく検出する。【解決手段】地中に埋設され管軸方向に延設された長尺状の導電性部材２０の一端２０ａに高周波信号を印加して、導電性部材の一端２０ａから他端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させる工程と、導電性部材の一端２０ａ又はその近傍から、送信波ｓｗとその反射波ｒｗとの合成波ｃｗを所定の時間取得して受信信号の時間領域データを生成する工程と、受信信号の時間領域データと導電性部材２０中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する工程と、受信信号の距離領域データに存在するピークの位置を検出する工程と、受信信号の距離領域データにおける一端２０ａ又は他端２０ｂに対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体ＬＱの漏洩位置Ｘ1を特定する工程とを含む。【選択図】図１
2017167063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を輸送する地中埋設管の漏洩位置検出方法であって、
地中に埋設され管軸方向に延設された長尺状の導電性部材の一端に高周波信号を印加して、前記導電性部材の一端から他端に送信波を伝播させる工程と、
前記導電性部材の前記一端又はその近傍から、前記送信波とその反射波との合成波を所定の時間取得して受信信号の時間領域データを生成する工程と、
前記受信信号の時間領域データと前記導電性部材中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する工程と、
前記受信信号の距離領域データに存在するピークの位置を検出する工程と、
前記受信信号の距離領域データにおける前記一端又は前記他端に対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体の漏洩位置として特定する工程とを含む
漏洩位置検出方法。
【請求項２】
前記導電性部材は、前記管を挟んで管軸方向に並設された１対の索状部材の何れか一方である
請求項１に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項３】
前記導電性部材は、前記管に敷設された索状部材である
請求項１に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項４】
前記管及び前記索状部材は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている
請求項２又は３に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項５】
前記導電性部材は、前記管、又は管内部に存する流体である
請求項１に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項６】
前記管は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている
請求項１又は５に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項７】
前記送信波を伝播させる工程では、前記高周波信号を異なる複数の時刻からそれぞれ印加し、
前記受信信号の時間領域データを生成する工程では、前記合成波を異なる複数の時刻からそれぞれ所定の時間取得し、それぞれの時刻に対応する前記合成波に基づき前記受信信号の時間領域データを複数生成し、
前記受信信号の距離領域データに変換する工程では、複数の前記受信信号の時間領域データを複数の前記受信信号の距離領域データにそれぞれ変換し、
前記ピーク位置を検出する工程では、複数の前記受信信号の距離領域データ相互間の差異を算出し、それぞれの前記受信信号の距離領域データにおいて差異が極大となる位置を検出して、当該位置をそれぞれの前記受信信号の距離領域データにおける前記ピークの位置とする
請求項１から６の何れか１項に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項８】
前記ピーク位置を検出する工程では、複数の前記受信信号の距離領域データそれぞれにおいて、選択した一の基準距離領域データとの間の相互相関係数を算出し、それぞれの前記受信信号の距離領域データにおいて相互相関係数が極小となる位置を検出して、前記差異が極大となる位置を検出する
請求項７に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項９】
前記高周波信号の印加においては、周波数の異なる複数の高周波信号を順次印加し、
前記時間領域データを生成する工程では、複数の高周波信号に基づく送信波とその反射波との合成波をそれぞれ所定の時間取得して得た受信信号の周波数領域データを、逆フーリエ変換により前記受信信号の時間領域データを生成する
請求項１から８の何れか１項に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項１０】
前記高周波信号の印加においては、所定の周波数の高周波信号のパルスを前記一端に印加し、
前記時間領域データを生成する工程では、前記高周波信号の前記他端における反射波が前記一端に至るまでの時間、前記反射波を受信して受信信号の時間領域データを生成する
請求項１から８の何れか１項に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項１１】
前記距離領域データに変換する工程では、前記受信信号の時間領域データに管軸方向のそれぞれの位置における前記伝播速度値を乗じて加算することにより前記受信信号の距離領域データに変換する
請求項１から１０の何れか１項に記載の漏洩位置検出方法。
【請求項１２】
流体を輸送する地中埋設管の漏洩位置検出システムであって、
地中に埋設された管と、
前記管に沿って延設された長尺状の導電性部材と、
前記導電性部材の一端に高周波信号を印加して、前記導電性部材の一端から他端に送信波を伝播させる送信部と、
前記導電性部材の前記一端又はその近傍から、前記送信波とその反射波との合成波を所定の時間取得し、受信信号の時間領域データを生成する受信部と、
前記受信信号の時間領域データと前記導電性部材中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する変換部と、
前記受信信号の距離領域データに存在するピーク位置を検出する検出部とを備え、
前記送信部は、前記高周波信号を異なる複数の時刻からそれぞれ印加し、
前記受信部は、前記合成波を異なる複数の時刻からそれぞれ所定の時間取得し、それぞれの時刻に対応する前記合成波に基づき受信信号の時間領域データを複数生成し、
前記変換部は、複数の前記受信信号の時間領域データを複数の前記受信信号の距離領域データにそれぞれ変換し、
前記検出部は、複数の前記受信信号の距離領域データそれぞれにおいて、選択した一の基準受信信号距離領域データとの間の相互相関係数を算出し、それぞれの前記受信信号の距離領域データにおいて相互相関係数が極小となるピークの位置を検出し、それぞれの前記受信信号の距離領域データにおいて前記一端又は前記他端に対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体の漏洩位置を特定する
漏洩位置検出システム。
【請求項１３】
前記管及び前記導電性部材は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている
請求項１２に記載の漏洩位置検出システム。
【請求項１４】
前記導電性部材の一端が、マンホール内の空間に露出している
請求項１２又は１３に記載の漏洩位置検出システム。
【請求項１５】
前記送信部、前記受信部、及び前記変換部は、マンホール内の空間に配されている
請求項１４に記載の漏洩位置検出システム。
【請求項１６】
前記送信部は、前記高周波信号の印加において、周波数の異なる複数の高周波信号を順次印加し、
前記受信部は、複数の高周波信号に基づく送信波とその反射波との合成波をそれぞれ所定の時間取得して得た受信信号の周波数領域データを、逆フーリエ変換により前記受信信号の距離領域データを生成する
請求項１２から１５の何れか１項に記載の漏洩位置検出システム。
【請求項１７】
地中管ユニットの形成方法であって、
管を準備する工程と、
地中に溝を掘る工程と、
前記管を、前記溝内に配する工程と、
長尺状の導電性部材を前記管に沿って延設する工程と、
前記管及び前記導電性部材とを、遮液性被覆部材により前記導電性部材の一端を除いて覆う工程と、
前記管と、前記導電性部材と、前記遮液性被覆部材とを、前記一端から前記導電性部材に電気信号を供給可能な状態で、地中に埋設する工程とを含む
地中管ユニットの形成方法。
【請求項１８】
前記埋設する工程では、前記導電性部材が前記管の下方に位置するように
埋設する
請求項１７に記載の地中管ユニットの形成方法。
【請求項１９】
前記管を溝内に配する工程は、前記管の一端を地中に存する管路に接続する工程を含む
請求項１７又は１８に記載の地中管ユニットの形成方法。
【請求項２０】
前記埋設する工程では、前記導電性部材の一端が、マンホール内の空間に露出するように前記管と、前記導電性部材と、前記遮液性被覆部材とを埋設する
請求項１７から１９の何れか１項に記載の地中管ユニットの形成方法。
【請求項２１】
地中管ユニットの形成方法であって、
地中に埋設された管の周囲の土砂を除去する工程と、
長尺状の導電性部材を前記管に沿って延設する工程と、
少なくとも前記管と対向する表面を除く前記導電性部材の表面を、遮液性被覆部材により前記導電性部材の一端を除いて覆う工程と、
前記管と前記導電性部材と前記遮液性被覆部材とを、前記導電性部材の一端から電気信号を供給可能な状態で、土砂により埋設する工程とを含む
地中管ユニットの形成方法。
【請求項２２】
地中管ユニットの形成方法であって、
遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている管の周囲の土砂を除去する工程と、
前記遮液性被覆部材を切断して前記管の表面を露出させる工程と、
長尺状の導電性部材を前記管に沿って延設する工程と、
少なくとも前記管と対向する表面を除く前記導電性部材の表面を、前記遮液性被覆部材により前記導電性部材の一端を除いて被覆する工程と、
前記管と前記導電性部材と前記遮液性被覆部材とを、前記導電性部材の一端から電気信号を供給可能な状態で、土砂により埋設する工程とを含む
地中管ユニットの形成方法。
【請求項２３】
前記被覆する工程では、前記遮液性被覆部材を、上部遮液性被覆部材によりさらに被覆し、
前記埋設する工程では、さらに、前記上部遮液性被覆部材を土砂により埋設する
請求項２２に記載の地中管ユニットの形成方法。
【請求項２４】
前記埋設する工程では、前記導電性部材の一端が、マンホール内の空間に露出するように埋設する
請求項２２から２３の何れか１項に記載の地中管ユニットの形成方法。
【請求項２５】
流体を輸送する地中管ユニットに用いる管サブユニットであって、
管と、
前記管に沿って延設された長尺状の導電性部材とを備えた
管サブユニット。
【請求項２６】
前記導電性部材は前記管の一端から他端まで延設されており、前記一端および前記他端において、複数の管サブユニットを管軸方向に接続したとき隣接する管ユニットの導電性部材と電気的に接続可能に構成されている
請求項２５に記載の管サブユニット。
【請求項２７】
前記導電性部材の一端に高周波信号を印加して、前記導電性部材の一端から他端に送信波を伝播させて、前記一端又はその近傍から、前記送信波及びその反射波を含む受信信号を取得可能に構成されている
請求項２５又は２６に記載の管サブユニット。
【請求項２８】
前記導電性部材は、索状部材である
請求項２５から２７の何れか１項に記載の管サブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩位置検出方法、及び漏洩位置検出システムに関し、特に、閉回路レーダ装置を用いた地中埋設管の漏洩位置を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会インフラの老朽化が社会問題化し、例えば、腐食が進んだ水道管が破裂する事故が頻発している。破裂に至らない場合でも、管路に生じた亀裂からの漏水により年間数億円規模の損失が自治体に生じたり、また、亀裂から管に地下水が流入することに伴ない地盤が空洞化し地表が突然陥没する事故が増加し問題となっている。
一般に、これらの現象は予兆として地盤中における含水比の急激な上昇を伴うことが知られており、突発事故や損失を効果的に防ぐために継続的に地盤内部の状態をモニタリングして、地中の含水比の変化や空洞の有無を精度よく検知する技術の確立が急務となっている。
【０００３】
これに対し、流体を輸送する地中埋設管の漏水を検知する技術として、例えば、漏洩点から管路等を通して伝播する漏水音や振動をセンサにより検知して、周波数分析により特定する相関法、静電容量型水分計を地中に挿入し誘電率の変化から漏水を検出する技術、あるいは、地表から地中に向けて電磁波を照射し反射波を計測して断層像から地中の空洞を検出する地中レーダ法等が提案されている（例えば、非特許文献１〜３）。
【０００４】
しかしながら、非特許文献１記載の相関法では騒音の影響により漏水音の正確な判定が難しい場合があり、非特許文献２記載の静電容量型水分計を用いた方法では、広域をモニタリングするためには多数の水分計を設置する必要があり、非特許文献３記載の地中レーダ法は、管路の状態を継続的に監視したり小規模な漏水の検出には適さないといった課題があった。
【０００５】
これに対し、漏洩した液体の浸潤により漏洩点付近での誘電率が変化することを利用して管路に沿って敷設したケーブルの一端からパルス信号を入射してその反射波によりパイプライン等管路の漏洩を監視する漏洩監視装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−３３１４５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】フジ地中情報株式会社ホームページ、“漏水調査”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２８年２月２日検索］、インターネット<URL:http://www.fuji-si.co.jp/sindanrousui.html>
【非特許文献２】鳥取大学乾燥地研究センター、“土壌水分量の計測”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２８年２月２日検索］、インターネット<URL:http://www.geocities.jp/soil＿water＿mitchy11/Moisture＿Mes.pdf>
【非特許文献３】株式会社  村尾地研ホームページ、“地中レーダー法による地中の空洞調査”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２８年２月２日検索］、インターネット<URL:http://www.muraochiken.co.jp/file＿upload/100027/＿main/100027＿10.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、大気中に置かれたパイプライン等を対象としたものであり、土壌及び土中水分の影響を受ける地中埋設管の漏洩点を測定する用途への利用は検討されていない。
本発明は、これまで確立されていなかった土壌及び土中水分の影響を抑制し流体の漏洩点の位置を精度よく検出することが可能な斬新な漏洩位置検出方法、及びその方法を実施する漏洩位置検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る漏洩位置検出方法は、流体を輸送する地中埋設管の漏洩位置検出方法であって、地中に埋設され管軸方向に延設された長尺状の導電性部材の一端に高周波信号を印加して、前記導電性部材の一端から他端に送信波を伝播させる工程と、前記導電性部材の前記一端又はその近傍から、前記送信波とその反射波との合成波を所定の時間取得して受信信号の時間領域データを生成する工程と、前記受信信号の時間領域データと前記導電性部材中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する工程と、前記受信信号の距離領域データに存在するピークの位置を検出する工程と、前記受信信号の距離領域データにおける前記一端又は前記他端に対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体の漏洩位置として特定する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様に係る漏洩位置検出方法、及び漏洩位置検出システムによれば、土壌及び土中水分の影響を抑制し、漏洩点付近での誘電率変化検出における信号Ｓ／Ｎ比を改善することにより流体の漏洩点の位置を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る漏洩位置検出方法を利用した漏洩位置検出システム１０００の構成を示す図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線で切った断面を示す断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、導電性部材２０中を伝播する送信波と反射波の概要を示す模式図である。
【図４】図１におけるＹ部の拡大図である。
【図５】電圧反射係数Γの複素位相検波信号の周波数領域データから時間領域データへの変換を示す模式図である。
【図６】実施の形態１に係る漏洩位置検出方法に係る検出の手順を示すフローチャートである。
【図７】図６におけるステップＳ１３０の手順の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図７におけるステップＳ１３３の手順の詳細を示すフローチャートである。
【図９】実験１により取得したフィーダ線の一端から出力されるＶＳＷＲの波形の一例であり、（ａ）は被覆していないフィーダ線Ａ、（ｂ）はポリエチレンスリーブにより被覆したフィーダ線Ｂにおける測定結果である。
【図１０】実験２により取得したフィーダ線の一端から出力されるＶＳＷＲの波形の一例であり、（ａ）は注水開始前、（ｂ）は注水開始２分４５秒経過後における測定結果である。
【図１１】実験３に用いた実施例に係る漏洩位置検出システム１０００の詳細を示す側断面図である。
【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線で切った断面を示す断面図である。
【図１３】実施例に係る漏洩位置検出システム１０００の長尺方向の寸法を示す図である。
【図１４】（ａ）から（ｄ）は、実験３により取得した受信信号の距離領域データに基づく波形の一例である。
【図１５】図１４（ａ）から（ｄ）に示した受信信号の距離領域データの測定結果である。
【図１６】（ａ）から（ｄ）は、実験３により取得した受信信号の距離領域データと基準距離領域データとの相互相関係数を時間領域において示した結果である。
【図１７】（ａ）から（ｃ）は、実験３により取得した受信信号の距離領域データと基準距離領域データとの相互相関係数を時間領域において示した結果である。
【図１８】実施の形態２に係る漏洩位置検出システム１００１の構成を示す図である。
【図１９】（ａ）から（ｆ）は、漏洩位置検出システム１００１を構成する地中管ユニットの形成工程を示す模式図である。
【図２０】（ａ）から（ｄ）は、漏洩位置検出システム１００１を構成する地中管ユニットの形成工程を示す模式図である。
【図２１】実施の形態２の変形例１に係る漏洩位置検出システム１００１Ａの構成を示す図である。
【図２２】実施の形態２の変形例２に係る漏洩位置検出システム１００１Ｂの構成を示す図である。
【図２３】実施の形態２の変形例３に係る漏洩位置検出システム１００１Ｃの構成を示す図である。
【図２４】図２３におけるＣ−Ｃ線で切った断面を示す断面図である。
【図２５】（ａ）から（ｇ）は、実施の形態３に係る漏洩位置検出システム１００２を構成する地中管ユニットの形成工程を示す模式図である。
【図２６】（ａ）から（ｇ）は、それぞれ図２５（ａ）から（ｇ）におけるＤ−Ｄ線で切った断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
≪実施の形態１≫
＜漏洩位置検出方法による検出システムの構成＞
１．全体構成
実施の形態１に係る漏洩位置検出方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１に係る漏洩位置検出方法を利用した漏洩位置検出システム１０００の構成を示す図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線で切った断面を示す断面図である。この漏洩位置検出方法は、地中に埋設された流体ＬＱを輸送する管１０に生じた漏洩点ＬＰ（Ｙ部）の管軸方向の位置を検出するための方法である。
【００１３】
図１、図２に示すように、漏洩位置検出システム（以降、「検出システム」とする）１０００は、漏洩位置の検出対象である流体ＬＱを輸送する地中に埋設された管１０と、管１０に沿って延設された長尺状の導電性部材２０、管１０及び導電性部材２０の周囲を被覆する遮液性被覆部材３０、導電性部材２０の始端２０ａに接続される整合器４０、導電性部材２０の終端２０ｂに接続される終端器５０、導電性部材２０に整合器４０を介して接続され導電性部材２０との間で高周波信号の送受信を行う閉回路レーダ装置６０、閉回路レーダ装置６０に接続されデータ解析を行う検出部７０を有する。
【００１４】
次に、検出システム１０００に含まれる各構成について説明する。
２．各部構成
２．１  管１０
管１０は、本方法の検査対象物であり、主に地中に埋設して用いられる流体ＬＱ輸送用の管である。管１０には、上水道、下水道の管路、ガス管、産業用流体輸送管、各種流体輸送用パイプライン等に用いられる金属製管、樹脂製管、ヒューム管等を用いることができる。金属製管としては、例えば、鉄管、鋳鉄管、その他金属管、合金管、めっき鋼管、内面又は外面への樹脂塗装管等を利用することができ、樹脂製管としては、例えば、塩化ビニール管等の各種プラスチック管、強化プラスチック複合管等を利用することができる。本実施の形態では、亜鉛めっき鋼管を用いた。適用可能な管の径、及び長さには特段の制限はなく、例えば、管径において数ミリメートルから数メートル、管長において数メートルから数十メートルのものが利用可能である。
【００１５】
２．２  導電性部材２０、整合器４０、終端器５０
導電性部材２０は、管軸方向に延設された長尺状の金属部材であり、一方の端部から入射された高周波信号に基づき、部材内に送信波ｓｗとその反射波ｒｗとを伝播させるための媒体である。導電性部材２０は、管１０の始端２０ａから終端２０ｂまで管１０の全長にわたり延設されていることが好ましい。
【００１６】
導電性部材２０は、線材、索状部材、帯状の薄板材等を、管１０の外表面に沿って延設することにより形成されている。索状部材として、平衡型の２線式のフィーダ線、単線、ツイスト線、シールド線、同軸線等を用いることができる。または、これらを管１０の管壁内に埋め込んだ構成や、管１０の管内部に管１０の内表面又は外表面に印刷、めっき、蒸着等により導電性材料をパターンニングした構成としてもよい。
【００１７】
管１０の表層が導電性である場合には、導電性部材２０との間に絶縁性部材が介在していること必要である。他方、管１０の表層が絶縁性である場合には、導電性部材２０を管１０の表層に接触させる構成としてもよい。本実施形態では、図２に示すように、導電性部材２０を管１０に敷設した構成としており、導電性部材２０として樹脂材料で被覆された銅線からなるフィーダ線を用いる構成とした。これにより、重力により下方に蓄積される漏液の早期検出が容易となる。また、長尺方向の広い範囲にわたり容易に導電性部材２０と管１０外表面とを接触させることができる。また、導電性部材２０を絶縁材料で被覆することにより、受信信号のＳ／Ｎ比を高め測定可能な導電性部材２０の長さを増加できる。
【００１８】
管１０に沿って導電性部材２０を複数並設する場合には、一部を後述の閉回路レーダ装置６０のアース入力に接続して接地電位とする構成としてもよい。これにより、受信信号の精度を向上することができる。
整合器４０は、導電性部材２０の入力端と閉回路レーダ装置６０との出力端とのインピーダンスを整合させるためのインピーダンス変換器である、本実施の形態では、所定の変換機能を持つマッチングトランスを用いる構成とした。
【００１９】
終端器５０は、終端でのインピーダンス変化を調整するためのものであり、本実施の形態では、電気的に開放（オープンエンド）とした。しかしながら、終端器５０は、電気的に短絡させてもよい。
２．３  遮液性被覆部材３０
遮液性被覆部材３０は、図２に示すように、管１０及び導電性部材２０をひとまとめにして周囲を被覆し、管１０及び導電性部材２０が、土壌や土中水分と接触することを防止するための遮液性フィルム状部材である。ここで、管１０又は導電性部材２０の外表面と遮液性被覆部材３０の内表面とは接触していてもよく、あるいは、間隙に空気等が介在していてもよい。遮液性被覆部材３０には、例えば、樹脂、ゴム等からなる遮水性のシート又はスリーブ、チューブ等を用いることができる。本実施の形態では、ポリエチレンスリーブを用いる構成とした。
【００２０】
２．４  閉回路レーダ装置６０
閉回路レーダ装置６０は、導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させるとともに、送信波ｓｗとその反射波ｒｗとの合成波を取得して解析した受信信号を検出部７０に出力するケーブル／アンテナアナライザーである。本実施の形態では、アンリツ株式会社製、ケーブル／アンテナアナライザー、サイトマスターＳ３３１Ｅを用いた。閉回路レーダ装置６０は、送信部６１、方向性結合器６２及び検波部６３を含む受信部６４、変換部６５を有する。次に、閉回路レーダ装置６０を構成する各構成要素の概要について説明する。
【００２１】
送信部６１は、導電性部材２０の始端２０ａに方向性結合器６２、整合器４０を介して高周波信号を印加して、導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させる。送信波ｓｗは、伝送線路（導電性部材２０）上で特性インピーダンスの変化が生じた位置において全部又は一部が反射波ｒｗとなり、反射波ｒｗは整合器４０に向けて伝播する。導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに向けて伝播する送信波ｓｗと、始端２０ａに向けて伝播する反射波ｒｗとは合成され、定在波である合成波ｃｗを形成する。合成波ｃｗ形成の詳細については後述する。
【００２２】
方向性結合器６２は、送信部６１から入射される送信波ｓｗを整合器４０に出力し、整合器４０から入射される合成波ｃｗを、あるいは送信波ｓｗと反射波ｒｗとに分離した後それらを、検波部６３に出力する。
検波部６３は、導電性部材２０の始端２０ａから、送信波ｓｗと反射波ｒｗとを所定の時間取得し、後述する電圧反射係数Γあるいは電圧定在波比ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）を算出して受信信号の時間領域データを生成する。このとき、合成波ｃｗの受信は、導電性部材２０の始端２０ａの電位と接地電位との電位差を経時的に測定することにより行う。
【００２３】
これにより、方向性結合器６２及び検波部６３を含む受信部６４は、導電性部材２０の一端２０ａ又はその近傍から送信波ｓｗとその反射波ｒｗとの合成波ｃｗを所定の時間取得して、受信信号の時間領域データを生成することができる。
変換部６５は、受信信号の時間領域データと、予めキャリブレーション実験等により既定されている導電性部材２０中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換して検出部７０に出力する。
【００２４】
閉回路レーダ装置６０を構成する上述した各構成要素は、一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
２．５  検出部７０
検出部７０は、閉回路レーダ装置６０から受信信号の距離領域データを入力し、受信信号の距離領域データに存在するピークの位置を検出する。本実施の形態では、検出部７０は市販のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を用いる構成とした。
【００２５】
そして、受信信号の距離領域データ上に検出されたピークのうち、始端２０ａ又は終端２０ｂに対応する位置以外にピークが存在するとき、そのピークの位置を算出し、算出された位置を流体ＬＱの漏洩点ＬＰの位置Ｘ1として特定する。
以上で、検出システム１０００の各構成について説明を終了する。
３．漏洩位置検出の原理について
３．１  電圧定在波比ＶＳＷＲ
図３（ａ）（ｂ）は、導電性部材２０中を伝播する送信波と反射波の概要を示す模式図である。閉回路レーダ装置６０は、導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させ、送信波ｓｗは、伝送線路（導電性部材２０）上で特性インピーダンスの変化が生じた位置において反射が生じて反射波ｒｗが発生し、反射波ｒｗは始端２０ａに向けて伝播する。本実施の形態では、終端器５０は電気的に開放されているので、伝送線路の特性インピーダンスは終端器５０において∞となり、終端２０ｂでの電圧反射係数Γは−１となるため送信波ｓｗは、終端２０ｂにおいて全反射し、図３（ａ）に示すように反射波ｒｗ0が発生する。
【００２６】
導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに向けて伝播する送信波ｓｗと、終端２０ｂにおいて全反射し始端２０ａに向けて伝播する反射波ｒｗ0とは伝送線路上で重なる。送信波ｓｗと反射波ｒｗ0とは、周波数が等しく進行方向が逆であるので、伝送線路には合成波ｃｗとして節点（山、谷）位置が固定された定在波が観測される。
図３（ａ）に示すように、送信波ｓｗの振幅電圧（以後、「振幅」とする）をＶ1、Ｘ0に位置する終端２０ｂにおける反射波ｒｗ0の振幅をＶ2としたとき、送信波ｓｗと反射波ｒｗ0の位相が等しいとき（同相）に、合成波ｃｗの振幅は最大値（Ｖ1＋Ｖ2）となり、送信波ｓｗと反射波ｒｗ0の位相が１８０度異なる（逆相）ときに、合成波ｃｗの振幅は最小値（Ｖ1−Ｖ2）となる。
【００２７】
合成波ｃｗの振幅は、送信波ｓｗと反射波ｒｗ0との位相差δにより変動する。送信波ｓｗと反射波ｒｗ0との位相差δは、波長と始端２０ａから終端２０ｂの位置Ｘ0までの距離により変動し、位置Ｘ0に応じて、合成波ｃｗの振幅は（Ｖ1＋Ｖ2）と、（Ｖ1−Ｖ2）との間を変動する。同様に、図３（ｂ）に示すように、送信波ｓｗと漏洩点ＬＰでの反射波ｒｗ1との位相差δ1は、波長と始端２０ａから漏洩点ＬＰの位置Ｘ1までの距離により変動し、漏洩点ＬＰの距離Ｘ1に応じて反射波ｒｗ1の振幅Ｖ21は変動する。
【００２８】
反射波ｒｗの振幅と送信波ｓｗの振幅との関係を示す電圧定在波比ＶＳＷＲ（以後、「ＶＳＷＲ」とする）は、式１により規定される。
【００２９】
【数１】
2017167063.tif 000003
３．２  漏洩点ＬＰの位置Ｘ1における特性インピーダンス、電圧反射係数Γの変化
図４は、図１におけるＹ部の拡大図である。管１０の管壁に生じたクラックＣＬにより管内の流体ＬＱが管外に流出し漏液ＬＫとして、遮液性被覆部材３０の内方に位置する領域３０ａにおける含水比は上昇する。物質の比誘電率εは、含水比の増加とともに上昇する。例えば、乾燥した空気の比誘電率εは１であるのに対し、水の比誘電率εは室温において約８０となる。したがって、遮液性被覆部材３０の内方領域３０ａにおける比誘電率εは、漏液の進行によって大きく上昇する。これにより、位置Ｘ1を境に導電性部材２０周囲の環境の比誘電率εが変化する。
【００３０】
物質の特性インピーダンスと比誘電率εとの関係について説明する。電磁波の特性インピーダンスは誘電体における電場Ｅと磁場Ｈとの比となり、誘電体の比誘電率をε、透磁率をμとしたとき、漏液ＬＫによる導電性部材２０の負荷インピーダンスＺ２（Ω）は、式２により規定される。ここで、透磁率μが一定である場合、導電性部材２０の負荷インピーダンスＺ２は、導電性部材２０が存在する環境の比誘電率εによって変化することがわかる。
【００３１】
【数２】
2017167063.tif 000004
伝送線路である導電性部材２０における特性インピーダンスをＺ１、漏液ＬＫにより増加した負荷インピーダンスをＺ２としたとき、漏洩点ＬＰの位置Ｘ1における電圧反射係数Γは、式３により規定される。
【００３２】
【数３】
2017167063.tif 000005
さらに、負荷側のＶＳＷＲは、電圧反射係数Γを用いて式４により規定される。
【００３３】
【数４】
2017167063.tif 000006
３．３  ＤＴＦ（Ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｆａｕｌｔ）
ＤＴＦ（Ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｆａｕｌｔ：障害位置検出）測定法により、基準点から漏洩点ＬＰの位置Ｘ1までの距離を測定する。例えば、周波数領域反射率測定法（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ：ＦＤＲ法）を適用してＤＴＦ測定を行うことができる。具体的には、反射波ｒｗの送信波ｓｗに対する位相差δが最大から最小の範囲に変化するように、周波数を複数段階に掃引して送信波ｓｗを送信し、それぞれの周波数において得られた合成波ｃｗを取得し、管軸方向の漏洩点ＬＰで生じる反射波ｒｗを含む合成波ｃｗの電圧反射係数Γと周波数との関係をあらわす受信信号の周波数領域（周波数ドメイン）データを求める。受信信号の周波数領域データの算出には、送信波ｓｗと同一の周波数をもつ正弦参照波信号と、正弦参照波信号の位相を９０°シフトさせた余弦参照波信号とをそれぞれ合成波ｃｗに乗じた後に、ローパスフィルタで高周波成分を除去することにより直交検波を行い、互いに複素共役の関係にある電圧反射係数Γの位相差情報を含む複素位相検波信号を生成することにより行う。
【００３４】
これを逆フーリエ変換により、複数の周波数に対応して位相が異なる複数の反射波から得られる応答時間を解析し、同一位置の漏洩点ＬＰから反射波を示す応答時間を算出して電圧反射係数Γと反射波到達時間との関係をあらわす受信信号の時間領域（時間ドメイン）データを算出する。図５は、電圧反射係数Γの複素位相検波信号の周波数領域データから時間領域データへの変換を示す模式図である。
【００３５】
さらに、時間領域（時間ドメイン）データに導電性部材２０中の伝播速度値を乗じて、電圧反射係数Γと反射波ｒｗが反射された反射位置との関係をあらわす受信信号の距離領域（距離ドメイン）データに変換する。電圧反射係数ΓをＶＳＷＲに変換して、ＶＳＷＲと反射波ｒｗが反射された反射位置との関係をあらわす受信信号の距離領域（距離ドメイン）データを算出する。ここで、導電性部材２０に用いる物質の比誘電率をε、光速度をＣ0としたとき、導電性部材２０内の電磁波の伝播速度Ｃは式５により表される。
【００３６】
【数５】
2017167063.tif 000007
これにより、比誘電率εが変化すると物質内の電磁波の伝播速度Ｃが変化し、特性インピーダンス変化があった位置Ｘ1以後における反射波ｒｗ到達時間から計算される距離が見かけ上変化することとなる。
【００３７】
なお、時間領域（時間ドメイン）データの算出において、図３（ｂ）に示すように、送信波ｓｗ及び反射波ｒｗが伝送線路である導電性部材２０中を伝播するときのケーブルロス（ｄＢ／ｍ）と、漏洩点ＬＰの位置Ｘ1における送信波ｓｗの一部透過に起因するリターンロスＬを算出して位置Ｘ1における反射波ｒｗ1の反射損失を考慮してもよい。これにより、Ｘ0に位置する終端２０ｂにおける反射波ｒｗ0の振幅をＶ20、及びＸ1に位置する漏洩点ＬＰにおける反射波ｒｗ1の振幅Ｖ21の測定精度を向上することができる。なお、位置Ｘ1において透過した送信波ｓｗ0は終端２０ｂにて全反射して反射波ｒｗ0として始端２０ａに到達する。導電性部材２０の電圧損失（Ｖ／ｍ）は、導電性部材２０に用いるケーブルにおいて既定されているか、又は予めキャリブレーション実験等により求めることができる、また、リターンロスは、導電性部材２０における特性インピーダンスＺ１、漏液ＬＫによる負荷インピーダンスＺ２に対し、式６により算出することができる。
【００３８】
【数６】
2017167063.tif 000008
また、時間領域反射率測定法（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ：ＴＤＲ法）を適用してＤＴＦ測定を行うことができる。その場合には、例えば、所定の周波数の高周波信号の単パルスを始端２０ａに印加して導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させて、終端における反射波ｒｗ0が始端２０ａに至るまでの時間、高周波信号の反射波ｒｗを取得して受信信号の時間領域データを生成する。また、送信波として単パルスを印加する替わりに、変調を施した連続波を印加し、相関処理により送信波に対する反射波を特定して送信波の往復時間を算出してもよい。これにより、閉回路レーダ装置６０として高速Ａ／Ｄ変換が可能なオシロスコープ等汎用的な測定手段を用いて、電圧反射係数Γ又はＶＳＷＲと反射波到達時間との関係をあらわす受信信号の時間領域データを生成することができる。
【００３９】
３．４  相互相関関数を用いたピーク検出
電圧反射係数Γ又はＶＳＷＲと反射位置との関係をあらわす距離領域データにおいて、反射位置は、電圧反射係数Γ又はＶＳＷＲのピークとして表され、始端２０ａ及び終端２０ｂの位置以外にピークが存在するとき、そのピークの位置を求めることにより漏洩点ＬＰの位置Ｘ1を特定することができる。始端２０ａ又は終端２０ｂを示すピークは、測定開始前の初期状態において存在するため、合成波ｃｗを経時的に複数回受信し、それぞれの受信から得られた受信信号の距離領域データ中に初期状態にないピークが検出されたときに、そのピークの示す位置において漏液が発生したものとし、その位置を漏洩点ＬＰの位置として特定することができる。
【００４０】
そのため、ピーク位置の検出では、複数の受信信号の距離領域データ相互間の差異を算出し、それぞれの受信信号の距離領域データにおいて差異が極大となる位置を検出して、その位置をそれぞれの受信信号の距離領域データにおけるピークの位置とする処理方法を採る。
さらに、複数の受信信号の距離領域データ相互間の差異が極大となる位置を検出する際には、受信信号の距離領域データ相互間の相互相関係数を算出することにより行うことが好ましい。この場合、測定開始前の初期状態において取得した基準距離領域データと、経時的に生成した複数の受信信号の距離領域データそれぞれとの間の相互相関係数を算出し、各受信信号の距離領域データにおいて相互相関係数が極小となる位置を検出する方法を用いることができる。
【００４１】
相互相関係数Ｃｆｇは、初期状態において取得した基準受信信号の距離領域データをｆ（ｘ）、一定時間経過後に取得した対象受信信号の距離領域データをｇ（ｘ）、対象受信信号の距離領域と基準受信信号の距離領域とのずれを意味する変位をτ、距離領域におけるＣｆｇ算出対象の下限をｌ、Ｃｆｇ算出対象区間をＭとしたとき、式７により算出することができる。なお、ＶＳＷＲと反射位置との関係をあらわす受信信号に基づきＣｆｇを算出する場合には、受信信号の変動の分別を容易とするために、式７におけるｆ（ｘ）をｆ（ｘ）とｆ（ｘ）の平均値との差分に、ｇ（ｘ）をｇ（ｘ）とｇ（ｘ）の平均値との差分にそれぞれ置き換えて受信信号を正負に振れるデータに変換した後、式７に適用してもよい。
【００４２】
【数７】
2017167063.tif 000009
正規化された相関係数Ｒｆｇは、式８により算出することができる。
【００４３】
【数８】
2017167063.tif 000010
以上で、漏洩位置検出の原理についての説明を終了する。
＜漏洩位置検出方法に係る処理について＞
１．全体フロー
次に、漏洩位置検出方法に係る検出処理について説明する。
【００４４】
本漏洩位置検出方法では、複数の異なる時刻において管１０の状態を繰り返し観測して変化を検出する。また、複数の時刻から行う観測のうち、ある時刻から行う１回あたりの観測では、さらに、送信波ｓｗの周波数を複数段階掃引して高周波信号を印加し、複数回の送信波ｓｗの送信を行いそれぞれの送信に基づく合成波ｃｗを受信する。図６は、実施の形態１に係る漏洩位置検出方法に係る検出処理を示すフローチャートである。
【００４５】
先ず、ステップＳ１０では、導電性部材２０である導電性索状部材中の電磁波の伝播速度Ｃを入力する。さらに、導電性索状部材中の伝播損失を考慮するときには、導電性部材２０のケーブルロスを入力する。
次に、ステップＳ２０では、送信部６１は、送信波ｓｗの周波数を初期値に設定する。初期値として、高周波信号の範囲内において、例えば、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚに設定することが好ましい。本実施の形態では、初期値として２ＭＨｚに設定する。
【００４６】
次に、送信部６１は、導電性部材２０の始端２０ａに設定された周波数の送信波パルスを印加して送信波ｓｗを送信し、導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させる（ステップＳ３０）。
次に、受信部６４は、導電性部材２０の始端２０ａから、送信波ｓｗと反射波ｒｗとの合成波ｃｗを所定の時間取得する（ステップＳ４０）。所定の時間は、送信波ｓｗが始端２０ａから終端２０ｂに到達し、その反射波ｒｗが始端２０ａに到達するまでの時間以上であることが必要である。本実施の形態では、例えば、１００ｍｓｅｃとした。取得した合成波ｃｗはＡ／Ｄ変換され、受信部６４内にある記録媒体に保持される。
【００４７】
次に、送信波ｓｗの周波数が最大値であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。周波数の掃引範囲の上限値は、数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの範囲から選択される。好ましくは、２０〜２０００ＭＨｚ、より好ましくは、２００〜５００ＭＨｚであってもよい。本実施の形態では、２００ＭＨｚとした。
送信波ｓｗの周波数が上限値以上でない場合（ステップＳ５０の判定がＮＯの場合）には、送信波ｓｗの周波数を漸増させて（ステップＳ６０）、ステップＳ３０に戻り、漸増された周波数にて送信波ｓｗを伝播させる。送信波ｓｗの周波数が上限値以上である場合（ステップＳ５０の判定がＹＥＳの場合）には、ステップＳ７０に進む。この段階では、周波数の掃引範囲の下限値から上限値までの送信波ｓｗに基づく合成波ｃｗが取得されている。
【００４８】
次に、ステップＳ７０では、受信部６４は、それぞれの周波数において得られた合成波ｃｗから管軸方向の漏洩点ＬＰで生じる反射波ｒｗを含む合成波ｃｗの電圧反射係数Γと周波数との関係をあらわす受信信号の周波数領域データを生成する。
これを逆フーリエ変換により、複数の周波数に対応して位相が異なる複数の反射波から得られる応答時間を解析して（ステップＳ８０）、同一位置の漏洩点ＬＰから反射波を示す応答時間を算出して電圧反射係数Γと反射波到達時間との関係をあらわす受信信号の時間領域データを生成し、記録媒体に保存する（ステップＳ９０）。
【００４９】
さらに、時間領域データに導電性部材２０中の伝播速度値を乗じて、電圧反射係数Γと反射波ｒｗが反射された反射位置との関係、又はＶＳＷＲと反射波ｒｗが反射された反射位置との関係をあらわす受信信号の距離領域データに変換し、記録媒体に保存する（ステップＳ１００）。このとき、電圧反射係数Γと反射位置との関係をあらわす受信信号の距離領域データと、ＶＳＷＲと反射位置との関係をあらわす受信信号の距離領域データとを算出して記録媒体に保存してもよい。
【００５０】
次に、異なる複数の時刻における測定が完了したか否かを判定し（ステップＳ１１０）、完了していない場合（ステップＳ１１０の判定がＮＯの場合）には、次の測定時刻まで待機した後（ステップＳ１２０）、ステップＳ２０に戻り、次の測定時刻にて送信波ｓｗを伝播させる。完了している場合（ステップＳ１１０の判定がＹＥＳの場合）には、ステップＳ１３０に進む。この段階では、異なる複数の時刻における測定から得た受信信号の距離領域データが記録媒体に保存されている。
【００５１】
次に、ステップＳ１３０では、異なる複数の時刻における受信信号の時間領域データに基づいて漏洩点ＬＰの位置Ｘ1を特定する。ステップＳ１３０における、漏洩点ＬＰの位置Ｘ1の特定方法については後述する。
２．ステップＳ１３０における処理の詳細について
図７は、ステップＳ１３０の手順の詳細を示すフローチャートである。先ず、検出部７０は、記録媒体から測定開始前の初期状態において取得した基準受信信号の距離領域データを読み出す（ステップＳ１３１）。
【００５２】
次に、検出部７０は、経時的に生成され記録媒体に保存されている複数の受信信号の距離領域データから評価対象とすべき対象受信信号の距離領域データを選択し、読み出す（ステップＳ１３２）。
対象受信信号の距離領域データの基準受信信号の距離領域データとの相互相関係数を算出し、相互相関係数の距離領域データを記録媒体に保存する（ステップＳ１３３）。ステップＳ１３３における、相互相関係数の距離領域データの算出方法については後述する。
【００５３】
次に、相互相関係数が閾値以下である極小点を抽出し、漏洩点ＬＰの位置Ｘ1に特定する（ステップＳ１３４）。他の受信信号の距離領域データについて評価するか否かを判定し（ステップＳ１３５）、評価する場合（ステップＳ１３５の判定がＹＥＳの場合）には、ステップＳ１３２に戻り、新たな対象受信信号の距離領域データを選択し読み出す。評価しない場合（ステップＳ１３５の判定がＮＯの場合）には、処理を終了する。
【００５４】
３．ステップＳ１３３における処理の詳細について
図８は、相互相関係数の距離領域データの算出手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、変位τについてのループ、変数ｌについてのループからなる多重ループ構造になっている。変位τについてのループは、対象受信信号の距離領域と基準受信信号の距離領域とのずれを意味する変位τについて、変位τがとり得る様々な値に対するＣｆｇ、Ｒｆｇを算出するためのループである。変数ｌについてのループは、距離領域における位置のそれぞれについて、相関係数を算出するためのループである。
【００５５】
ステップＳ１３３１では、位置を示す変数ｌを０に初期化し、ステップＳ１３３２は、変位τをτｍｉｎで初期化する。ステップＳ１３３３では、ｘ＋τが負である場合に備えて、ｘ＋τと１との最大値ｍａｘ（１、ｘ＋τ）をｘ＋τに置き換える処理を行う。ステップＳ１３３４では、変位τについて、式７の積和演算を行い、ｆ（ｘ）と、ｇ（ｘ＋τ）との相互相関値Ｃｆｇを算出する。ここで、ステップＳ１３３４におけるＣｆｇ算出対象となる区間Ｍは、対象受信信号の大きさに応じて適宜設定することが好ましい。例えば、区間Ｍは波形のピークが１から数個程度含まれる範囲でよく、あるいは、例えば、対象受信信号の距離領域における位置の最大値ｌｍａｘが約１０００であるとき、区間Ｍは１００以上２００以下としてもよい。
【００５６】
ステップＳ１３３５では式８に従い、相関値Ｃｆｇを正規化して、正規化された相関値Ｒｆｇを得る。ステップＳ１３３６では、τが最大値τｍａｘに達していなければ（ステップＳ１３３６の判定がＮＯの場合）変位τをインクリメントして（ステップＳ１３３７）、ステップＳ１３３３に戻る。τが最大値τｍａｘに達すると（ステップＳ１３３６の判定がＹＥＳの場合）ステップＳ１３３８に移行する。ステップＳ１３３８は、変位τのそれぞれの値についてのＲｆｇのうち最大となるＲｆｇｍａｘと、そのときの変位τとを抽出し、位置ｌ＋τにおける相関値Ｒｆｇ（ｌ）と変位τとを算出する。
【００５７】
ステップＳ１３３９では、変数ｌが最大値ｌｍａｘに達したかどうかを判定し、達していなければ（ステップＳ１３３９の判定がＮＯの場合）変数ｌをインクリメントして（ステップＳ１３４０）、ステップＳ１３３２に戻る。変数ｌが最大値ｌｍａｘに達すれば（ステップＳ１３３９の判定がＹＥＳの場合）、処理を終了する。
＜評価試験＞
１．遮液性被覆部材３０の効果確認（実験１）
遮液性被覆部材３０にて、導電性部材２０を被覆することにより、土壌の水分の影響を抑制できるか否かを調べる実験を行った。
【００５８】
１．１  実験方法
地表に這わせた被覆していないフィーダ線およびポリエチレンスリーブにより被覆したフィーダ線について、ＴＤＲ法を適用してＤＴＦ測定を行った。具体的には、両フィーダ線の始端から２００ＭＨｚの高周波電圧の単パルスをそれぞれ印加し、オシロスコープによりフィーダ線の始端から出力される時間領域における電圧信号の波形を取得し距離領域に変換して観測した。
【００５９】
１．２  実験結果
（１）土壌水分の影響の抑制効果
図９は、実験１により取得したフィーダ線の一端から出力されるＶＳＷＲの波形の一例であり、（ａ）は被覆していないフィーダ線Ａ、（ｂ）はポリエチレンスリーブにより被覆したフィーダ線Ｂにおける測定結果である。
【００６０】
図９（ａ）（ｂ）に示すように、ＶＳＷＲは、フィーダ線Ａでは１．５であるのに対しフィーダ線Ｂでは２．６であり、ポリエチレンスリーブによりフィーダ線を被覆することによりＶＳＷＲは約７３％増加した。また、フィーダ線Ｂでは、フィーダ線Ａに比べて始端から終端までの範囲で微小な波形の振幅が減少していることが確認できた。例えば、フィーダ線Ａでは位置Ｗに約０．８のピークが存在するのに対し、フィーダ線Ｂでは位置Ｗにピークが存在していない。全体として、フィーダ線Ｂでは、フィーダ線Ａに比べて、ＶＳＷＲの信号Ｓ／Ｎ比が向上していることが確認できた。これにより、ポリエチレンスリーブにて、フィーダ線を被覆することにより、フィーダ線から出力される信号波形への土壌の水分の影響を抑制できることが確認された。
【００６１】
（２）見掛け上の距離の増加
観測された終端の位置は、フィーダ線Ａでは位置Ｘ0が約８．６であるのに対し、フィーダ線Ｂでは位置Ｘ0は約６．４であり、フィーダ線Ｂでは、フィーダ線Ａに比べて観測された始端から終端までの長さは約２５％減少した。
これは、フィーダ線Ａでは、土壌の水分の影響により、比誘電率εが増加して物質内の電磁波の伝播速度Ｃが低下し反射波の到達時間が増加したこと基づく。本実験では、反射波の到達時間から反射波の反射位置への変換の際に、比誘電率εの変化が考慮されない光速値Ｃ0を用いて計算を行っているので、図９（ａ）（ｂ）において、フィーダ線Ａでは、土壌の水分の影響による比誘電率εの増加が、算出される見掛け上の距離の増加としてあらわされる。この結果からも、フィーダ線を被覆することにより、フィーダ線の比誘電率εに対する土壌の水分の影響を抑制できることが確認できる。
【００６２】
２．漏液による見掛け上の距離の増加（実験２）
漏液による見掛け上の距離の増加を検出できるか否かを調べる実験を行った。
２．１  実験方法
ビニール管（直径２０ｍｍ、長さ２ｍ、長手方向中央にφ５ｍｍの漏液孔開設）に沿ってフィーダ線を這わせた状態で延設し、ビニール管とフィーダ線とをポリエチレンスリーブにより被覆した実験装置を準備し、ＴＤＲ法を適用してＤＴＦ測定を行った。具体的には、ビニール管の一端から注水を行い、フィーダ線の始端から高周波電圧の単パルスを印加し、オシロスコープによりフィーダ線の始端から出力される時間領域における電圧信号の波形を取得し距離領域に変換してその経時的な変化を観測した。
【００６３】
２．２  実験結果
図１０は、実験２により取得したフィーダ線の一端から出力されるＶＳＷＲの波形の一例であり、（ａ）は注水開始前、（ｂ）は注水開始２分４５秒経過後における測定結果である。図１０（ａ）（ｂ）に示すように、観測されたフィーダ線終端の位置は、注水開始前では位置Ｘ0が約８．１５ｍであるのに対し、注水開始２分４５秒後では位置Ｘ0が約１０．００ｍであり、注水開始後では開始前に比べて観測されたフィーダ線の始端から終端までの長さは約２３％増加した。
【００６４】
これは、注水開始後では、漏液孔から漏れ出る水分の影響により、比誘電率εの増加に伴い電磁波の伝播速度Ｃが低下し反射波の到達時間が増加したことに基づく。本実験でも、漏液の影響による比誘電率εの増加が、算出される見掛け上の距離の増加としてあらわされる。これより、ビニール管とフィーダ線とをポリエチレンスリーブにより被覆した実験装置により、漏液による比誘電率εの変化に伴う見掛け上の距離の増加を検出できることが確認された。
【００６５】
３．検出システム１０００の実施例による効果確認（実験３）
実施の形態１に係る検出システム１０００の実施例による漏洩位置検出の効果確認試験を行った。
３．１  実験装置・材料
以下、実施例に係る実験装置について説明する。図１１は、実験３に用いた実施例に係る検出システム１０００の詳細を示す側断面図である。図１２は、図１１におけるＢ−Ｂ線で切った断面を示す断面図である。図１３は、長尺方向の寸法を示す図である。
【００６６】
管１０（亜鉛めっき鋼管：ＳＧＰ）に沿って導電性部材２０として導電性索状部材（フィーダ線）を敷設し、管１０と導電性部材２０とを遮液性被覆部材３０（ポリエチレンスリーブ）により被覆した状態で、土被り２０〜５０ｍｍで砂浜に埋設した構成の実施例を準備した。
実施例に係る実験装置の仕様を以下に示す。
【００６７】
・砂質土：砂質地盤（含水比：５．０３％（ＪＩＳ  Ａ  １２０３「土の含水比試験方法」）
・管１０：亜鉛めっき鋼管（ＳＧＰ、直径２０ｍｍ、長さ２０ｍ）、ねじ込み式継手、１／２ソケット、９０°エルボ、３／４バルブ、エア抜きバルブ、長手方向中央部に開設されたφ２ｍｍ漏液孔１０ｂに止液ボルト１０ａを挿入
・導電性部材２０：フィーダ線（大雄電線（株）製、Ｓ−３２０−１クリア、特性インピーダンス３００Ω、中心導体：裸軟銅線φ０．２９ｍｍ７本縒り合わせ×２本、絶縁体：発砲ポリエチレン（透明）、幅１１．２ｍｍ、厚さ２，３ｍｍ、長さ２２ｍ、差込型ピン端子にて整合器４０に接続）
・遮液性被覆部材３０：給水管用ポリエチレンスリーブ（材質  低密度ポリエチレン、折径１６０ｍｍ、内径１０２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ）、ＳＧＰ（直径２０ｍｍ、長さ２０ｍ）の外側にポリエチレンスリーブ固定用粘着テープ及びゴムバンドにて管１０に１ｍピッチで固定
・整合器４０：マッチングトランス（７５−３００Ωインピーダンス変換器、ＭＡＴ１０Ｆ、マスプロ電工製）
・終端器５０：フィーダ線末
・閉回路レーダ装置６０：ケーブル／アンテナアナライザー（アンリツ（株）製  サイトマスター  Ｓ３３１Ｅ）、ストップ周波数：２００ＭＨｚ
・その他：インピーダンス変換器６６（５０−７５Ω、ＭＡ８９９４Ａ）、同軸ケーブル２５（Ｆプラグ、Ｓ−４Ｃ−ＦＢ規格、７５Ω、長さ１．５ｍ）、構成モジュール（ＩＣＮ５０Ｂ）（不図示）
３．２  実験方法
検出システム１０００によりＦＤＲ法を適用してＤＴＦ測定を行った。具体的には、管１０の水注入口から注水を行い、管１０の長手方向中央部に位置する止液ボルト１０ａを外して漏液孔１０ｂから漏液させた状態で、閉回路レーダ装置６０（サイトマスター  Ｓ３３１Ｅ）により、導電性部材２０（フィーダ線）の始端から高周波電圧を周波数掃引して印加し、フィーダ線の始端から出力される電圧信号の波形の経時的変化を観測した。すなわち、各時点での観測では、閉回路レーダ装置６０により、２〜２００ＭＨｚを複数段階に均等分割して周波数掃引を行い導電性部材２０の始端２０ａから終端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させ、始端２０ａから合成波ｃｗを所定の時間取得して、それぞれの周波数における受信信号（電圧反射係数Γ）の周波数領域データを生成した。次に、複数の周波数に対応する受信信号（電圧反射係数Γ）の周波数領域データを逆フーリエ変換し、受信信号（電圧反射係数Γ）の時間領域データを生成した。さらに、導電性部材２０中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号（電圧反射係数Γ又はＶＳＷＲ）の距離領域データへの変換を行った。
【００６８】
さらに、複数の受信信号の距離領域データ相互間の相互相関係数を算出することにより距離領域データ相互間の差異が極大となる位置を検出して、距離領域データ中のＶＳＷＲのピーク位置を求めて、これを漏洩点ＬＰの位置Ｘ1とした。具体的には、注水開始前に取得した基準距離領域データと、経時的に生成した複数の受信信号の距離領域データそれぞれとの間の相互相関係数を算出し、各距離領域データにおいて相互相関係数が極小となる位置を検出した。
【００６９】
３．３  実験結果
（１）見掛け上の距離の増加
実施例に係る実験結果について説明する。
図１４（ａ）から（ｄ）は、実験３により取得した受信信号の距離領域データに基づく波形の一例である。図１５は、図１４（ａ）から（ｄ）に示した受信信号の距離領域データの測定結果であり、各マークの位置の基準点０からの距離、又はマークが距離方向に分割されている場合にはその最大値を示したものである。注水開始後、４分３０秒まではＶＳＷＲの信号電圧の変化は認められなかった。図１４（ｂ）に示すように、注水開始後、５分後においてマーク５（Ｚ部）において、信号電圧のピークの上昇が認められた。
【００７０】
注水開始後、５分後において算出される各マークの位置に変化は認められない。これに対し、３０分後以後において算出される各マークの位置の基準点０からの距離は増加するとともに、一部のマークは距離方向に分割され、マークに相当する距離は時間経過とともに拡大することが観測された。例えば、マーク５の位置は注水開始５分後において約１８．９５１ｍであり、注水開始時との差異は認められない。これに対し、注水開始６０分後では位置約３２．６２８ｍであり約７２％の増加が認められた。また、図１４（ｃ）に示すように、注水開始３０分後においてマーク５は分割されマーク５に相当する範囲は注水開始５分後に比べて拡大していることが認められた。この結果から、注水開始５分後以降において、漏液孔から漏れ出る流体、特に水分の影響により、比誘電率εの増加に伴い電磁波の伝播速度Ｃが低下して反射波ｒｗの到達時間が増加し、その結果、算出される見掛け上の距離が増加したことが確認された。
【００７１】
（２）漏洩検出位置の特定
図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、実験３により取得した受信信号の距離領域データと基準距離領域データとの相互相関係数を時間領域において示した結果であり、それぞれ、注水開始２分後、３分後、４分後、４分３０秒後、５分後、５分３０秒後、６分後における測定結果に基づく。
【００７２】
注水開始後、４分３０秒後まではほとんど変化は認められないのに対し、５分後において見掛け上の位置２０ｍを中心に相互相関係数が低下した領域が観測された。これは、見掛け上の位置２０ｍ付近において、漏液が発生していることを示す。
このように、受信信号を経時的に複数回受信し、それぞれの受信から得られた受信信号の距離領域データ中に初期状態にないピークを検出することにより、そのピークの示す位置において漏液が始まったことを早期に検出することができる。また、漏液初期の微小な信号波形の変化から漏洩点ＬＰの位置Ｘ1を特定することができる。
【００７３】
土壌中における測定では、土及び土中水分の誘電率への影響により、漏洩点ＬＰ以外でも信号の反射が起こるため、漏洩点ＬＰによる反射と識別する手段が必要となる。これに対し、上述したように、複数の距離領域データそれぞれにおいて、選択した一の基準距離領域データとの間の相互相関係数を算出してピーク位置を検出する。これにより、経時的な観測に基づき取得した複数の受信信号の距離領域データ相互間の差異を精度良く検出することができ、受信信号の距離領域データにおける微小なピークの出現を検出することができる。その結果、漏洩点ＬＰによる反射と土及び土中水分の誘電率への影響によるノイズとを識別することができる。
【００７４】
また、管１０とフィーダ線を遮液性被覆部材３０（給水管用ポリエチレンスリーブ）にて被覆することにより、比誘電率εに対する土壌の水分の影響を抑制して、ピークとピーク位置の変化を検出できることが確認された。これにより、管路からの漏液が原因となって発生する高含水比部分からの反射波を選択的に検出できることが確認された。
（３）見掛け上の距離の増加の影響を抑制
土及び土中水分の誘電率への影響により、信号伝播速度が低下することにより、漏洩点ＬＰの見掛けの距離が実際の距離よりも大きく示される傾向がある。これに対し、本方法では、複数の距離領域データ間の相互相関係数を用いてピーク位置を検出する方法を採ることにより、複数の距離領域データ間で算出される見掛け上の距離が異なる場合でも、その影響を抑制して、ピーク位置の変化に追従してピーク高さの変化を正確に検出できる。
【００７５】
＜小  括＞
以上、説明したように実施の形態１に係る流体ＬＱを輸送する地中埋設管の漏洩位置検出方法は、地中に埋設され管軸方向に延設された長尺状の導電性部材２０の一端２０ａに高周波信号を印加して、導電性部材２０の一端２０ａから他端２０ｂに送信波ｓｗを伝播させる工程と、導電性部材の一端２０ａ又はその近傍から、送信波ｓｗとその反射波ｒｗとの合成波ｃｗを所定の時間取得して受信信号の時間領域データを生成する工程と、受信信号の時間領域データと導電性部材２０中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する工程と、受信信号の距離領域データに存在するピークの位置を検出する工程と、受信信号の距離領域データにおける一端２０ａ又は他端２０ｂに対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体ＬＱの漏洩位置Ｘ1を特定する工程とを含む構成を採る。さらに、管１０は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている構成を採る。
【００７６】
係る構成により、土壌及び土中水分の影響を抑制し、管路からの漏液が原因となって発生する高含水比部分からの反射波を選択的に検出できる。そのため、漏洩点付近での誘電率変化検出における信号Ｓ／Ｎ比を改善することができ、流体ＬＱの漏洩点の位置を精度よく検出することができる。
また、別の態様では、ピーク位置を検出する工程では、複数の受信信号の距離領域データ相互間の差異を算出し、それぞれの距離領域データにおいて差異が極大となる位置を検出して、当該位置をそれぞれの距離領域データにおけるピークの位置とする構成であってもよい。
【００７７】
係る構成により、経時的な観測に基づき、これまで観測されなかった距離領域データ上の位置に微小なピークが現われたことにより、漏液の予兆として地盤中における含水比の急激な上昇が生じたときや、漏液が発生したこととその位置を発生初期に検出することができる。その結果、突発事故を未然に防止できる。
さらに、ピーク位置を検出する工程では、複数の距離領域データそれぞれにおいて、選択した一の基準距離領域データとの間の相互相関係数を算出して、それぞれの距離領域データにおいて差異が極大となる位置を検出する構成であってもよい。
【００７８】
係る構成により、受信信号の距離領域データにおける微小なピークの出現を検出することができ、漏洩点による反射と土及び土中水分の誘電率への影響によるノイズとを識別することができる。また、漏液初期の微小な信号波形の変化から漏液の発生と流体ＬＱの漏洩点の位置を早期に特定することができる。
さらに、信号伝播速度の低下にともなう、複数の距離領域データ間で算出される見掛け上の距離が異なる場合でも、ピーク位置の変化に追従してピーク高さの変化を検出することができ、距離領域データにおける見掛け上の距離の増加の影響を抑制できる。
【００７９】
≪実施の形態２≫
実施の形態１に係る漏洩位置検出方法を用いた検出システム１０００では、図１に示したような、基本的な発明の構成について説明を行った。しかしながら、管１０と導電性部材２０との相対的な長さの関係、導電性部材２０と閉回路レーダ装置６０との接続方法等については、具体的な管路の構成に応じて適宜変更及び具体化することが好ましく、構成部材の内容、数や位置関係を変化させてもよい。
【００８０】
実施の形態２に係る検出システム１００１は、実施の形態１に係る漏洩位置検出方法を、具体的な管路に適用した構成である点で実施の形態１と相違する。
以下、検出システム１００１について説明する。
＜構  成＞
図１８は、実施の形態２に係る検出システム１００１の構成を示す図である。検出システム１００１では、管１０１１、１０１２、１０１３（以後、要素を区別しないときは「管１０１ｎ」とする（ｎは自然数））と、導電性部材２０１１、２０１２、２０１３（同じく「導電性部材２０１ｎ」とする）と、遮液性被覆部材３０１１、３０１２、３０１３（同じく「遮液性被覆部材３０１ｎ」とする）と、整合器４０１１、４０１２、４０１３（同じく「整合器４０１ｎ」とする）と、終端器５０１１、５０１２、５０１３（同じく「終端器５０１ｎ」とする）の長手方向における互いの位置関係が実施の形態１と相違するため、異なる内容についてのみ説明を行う。管１０１ｎ、導電性部材２０１ｎ、遮液性被覆部材３０１ｎ、整合器４０１ｎ、終端器５０１ｎに係る構成中、長手方向における互いの位置関係以外のものと、検出システム１００１の他の構成要素については、検出システム１０００と同じであり説明を省略する。
【００８１】
管１０１ｎは、複数の単位管１０１ｎＡと１０１ｎＢとが直列に接続され１本の管１０１ｎを構成し、管１０１１、１０１２、１０１３は、端部をマンホール１、２、３内に設けられた仕切弁８０１１、８０１２、８０１３とそれぞれ接続され、仕切弁を介して直列に管路を形成している。単位管１０１ｎＡと１０１ｎＢには、例えば、定尺サイズの鋼管を用いることができる。また、仕切弁の替りに消火栓を用いてもよい。
【００８２】
導電性部材２０１ｎは、線材、索状部材、短冊状の薄板材等を、管１０１ｎの外表面に沿って、管１０１ｎの全長にわたり延設されることにより形成されている。そのため、導電性部材２０１ｎは、管１０１ｎＡと１０１ｎＢとに跨って延設されている。
遮液性被覆部材３０１ｎは、管１０１ｎ、導電性部材２０１ｎ及び終端器５０１ｎをひとまとめにして周囲を被覆した状態で地中に埋設されており、管１０１ｎ及び導電性部材２０１ｎが、土壌や土中水分と接触することを防止している。本実施の形態では、遮液性被覆部材３０１ｎは、複数の単位被覆部材３０１ｎＡと３０１ｎＢとが対向する端部をオーバーラップさせて直列に接続され１本の遮液性被覆部材３０１ｎを構成している。
【００８３】
導電性部材２０１ｎは、終端には終端器５０１ｎが接続されている。始端はマンホール内の空間に露出し整合器４０１ｎに接続されており、整合器４０１ｎは上方に位置するマンホール内に引き出され閉回路レーダ装置６０（不図示）に接続可能に構成されている。これにより、例えば、マンホール１内にある整合器４０１１に閉回路レーダ装置６０を接続して動作させることにより、管１０１１に対する漏洩位置検出を行うことができる。同様に、マンホール２内にある整合器４０１２に閉回路レーダ装置６０を接続して、管１０１２に対する漏洩位置検出を行うことができる。
【００８４】
ここで、管１０１ｎ、導電性部材２０１ｎ、遮液性被覆部材３０１ｎ、整合器４０１ｎ、および終端器５０１ｎを含む地中管ユニット１０１Ｚｎが構成され、整合器４０１ｎに閉回路レーダ装置６０を接続して検出システム１００１を構築することにより漏洩位置検出の対象となる地中に埋設された配管の単位である。
このように、検出システム１００１では、検査者が、マンホールを定期的に巡回して、各マンホール内にある地中管ユニット１０１Ｚｎの整合器４０１ｎに閉回路レーダ装置６０を接続して検出システム１００１を構成し、管路の漏洩位置検出を簡便に行うことができる。
【００８５】
＜地中管ユニットの形成方法＞
以下、検出システム１００１を構成する地中管ユニットの形成方法について説明する。
図１９（ａ）から（ｆ）、及び図２０（ａ）から（ｄ）を用いて検出システム１００１を構成する地中管ユニットの形成工程を例示する。
先ず、図１９（ａ）に示すように、地中に掘られた溝内に存する既設管路に仕切弁８０１ｎまでが接続された状態において、仕切弁８０１ｎに対し既設管路の反対側に溝を掘り（図１９（ｂ））、単位管１０１ｎＡを溝内に配置し（図１９（ｃ））、単位管１０１ｎＡの仕切弁８０１ｎ側の一端を仕切弁８０１ｎに接続する。  次に、一方の端部に整合器４０１ｎと、他方の端部に終端器５０１ｎとが接続された導電性部材２０１ｎを準備し、導電性部材２０１ｎを管１０１ｎの外表面に沿って延設する（図１９（ｄ））。このとき、導電性部材２０１ｎは、単位管１０１ｎＡの仕切弁８０１ｎ側の端部から他方の端部まで延設し、整合器４０１ｎは単位管１０１ｎＡの端部から数メートル程度上方に引き出し仕切弁８０１ｎの上方に設置する。
【００８６】
次に、単位管１０１ｎＡの仕切弁８０１ｎと反対側の端部からスリーブ状の単位被覆部材３０１ｎＡを被せ、単位被覆部材３０１ｎにより単位管１０１ｎＡ、導電性部材２０１ｎ及び終端器５０１ｎをまとめて被覆する（図１９（ｅ））。この状態では、仕切弁８０１ｎ側の端部から上方に引き出された整合器４０１ｎは、単位被覆部材３０１ｎＡから露出している。ここで、ゴムバンド等の固定部材により単位被覆部材３０１ｎを外方から押圧して単位被覆部材３０１ｎと導電性部材２０１ｎとの間に導電性部材２０１ｎを挟むように構成してもよい。あるいは、他の手段により導電性部材２０１ｎを単位管１０１ｎＡに固定してもよい。
【００８７】
次に、仕切弁８０１ｎ上方にマンホールが形成され、かつ、単位管１０１ｎＡの仕切弁８０１ｎと反対側の端部(以後、「露出端部」とする)が露出するように、単位管１０１ｎＡと、導電性部材２０１ｎと、単位被覆部材３０１ｎＡとを地中に埋設する。このとき、整合器４０１ｎは導電性部材２０１ｎに電気信号を供給可能な状態でマンホール内に引き出されて、閉回路レーダ装置６０（不図示）に接続可能に構成されている。さらに、単位管１０１ｎＡの露出端部から離れる方向に所定長さだけ溝を掘り進む（図１９（ｆ））。
【００８８】
次に、図２０（ａ）に示すように、単位管１０１ｎＢの一端を単位管１０１ｎＡの露出端部と接続して管１０１ｎを形成する。このとき、溝内に露出している導電性部材２０１ｎを単位管１０１ｎＢの外表面に沿って延設し、終端器５０１ｎは単位管１０１ｎＢの単位管１０１ｎＡと反対側の端部(以後、「管ユニット終端部」とする)近傍に設置する。
次に、図２０（ｂ）に示すように、単位管１０１ｎＢの管ユニット終端部からスリーブ状の単位被覆部材３０１ｎＢを被せ、単位被覆部材３０１ｎＢにより単位管１０１ｎＢ、導電性部材２０１ｎ及び終端器５０１ｎをまとめて被覆する。これにより、複数の単位被覆部材３０１ｎＡと３０１ｎＢとが対向する端部をオーバーラップさせて直列に接続され１本の遮液性被覆部材３０１ｎを構成する。次に、単位管１０１ｎＢの管ユニット終端部に仕切弁８０１ｎ＋１を接続し（図２０（ｃ））、上述した図１９（ａ）から（ｅ）と同様の工程により仕切弁８０１ｎ＋１以後の管路を形成したのち、図１９（ｆ）と同様の工程により、仕切弁８０１ｎ＋１上方にマンホールが形成されるように、単位管１０１ｎＢと、導電性部材２０１ｎと、単位被覆部材３０１ｎＢとを地中に埋設する（図２０（ｄ））。
【００８９】
以上の工程により、地中管ユニット１０１Ｚｎが完成する。
この地中管ユニット１０１Ｚｎに含まれる整合器４０１ｎに閉回路レーダ装置６０を接続して検出システム１００１を構築し、管１０１ｎに対する漏洩位置検出を行うことができる。
＜小  括＞
以上説明したように、実施の形態２に係る漏洩位置検出システム１００１は、流体ＬＱを輸送する地中埋設管の漏洩位置検出システムであって、地中に埋設された管１０１ｎと、管１０１ｎに沿って延設された長尺状の導電性部材２０１ｎと、導電性部材２０１ｎの一端に高周波信号を印加して、導電性部材２０１ｎの一端から他端に送信波を伝播させる送信部６１と、導電性部材２０１ｎの一端又はその近傍から、送信波ｓｗとその反射波ｒｗとの合成波ｃｗを所定の時間取得し、受信信号の時間領域データを生成する受信部６４と、受信信号の時間領域データと導電性部材２０１ｎ中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する変換部６５と、受信信号の距離領域データに存在するピーク位置を検出する検出部７０とを備えた構成を採る。
【００９０】
ピーク位置検出による漏洩位置特定においては、送信部６１は、高周波信号を異なる複数の時刻からそれぞれ印加し、受信部６４は、受信信号を異なる複数の時刻からそれぞれ所定の時間取得し、それぞれの時刻に対応する受信信号に基づき受信信号の時間領域データを複数生成し、変換部６５は、複数の受信信号の時間領域データを複数の受信信号の距離領域データにそれぞれ変換し、検出部７０は、複数の受信信号の距離領域データそれぞれにおいて、選択した一の基準受信信号距離領域データとの間の相互相関係数を算出し、それぞれの受信信号距離領域データにおいて相互相関係数が極小となるピークの位置を検出し、それぞれの受信信号距離領域データにおいて一端又は他端に対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体ＬＱの漏洩位置を特定する構成を採る。
【００９１】
係る構成により、土壌及び土中水分の影響を抑制し、漏洩点付近での誘電率変化検出における信号Ｓ／Ｎ比を改善して漏洩点の位置を精度よく検出することができる漏洩位置検出システムを構築できる。
また、本実施の形態に係る地中管ユニットの形成方法は、管１０１ｎを準備する工程と、地中に溝を掘る工程と、管１０１ｎを溝内に配する工程と、長尺状の導電性部材２０１ｎを管１０１ｎに沿って延設する工程と、管１０１ｎ及び導電性部材２０１ｎとを、遮液性被覆部材３０１ｎにより導電性部材２０１ｎの一端を除いて覆う工程と、管１０１ｎと、導電性部材２０１ｎと、遮液性被覆部材３０１ｎとを、一端から導電性部材２０１ｎに電気信号を供給可能な状態で、地中に埋設する工程とを含む構成を採る。
【００９２】
係る構成により、本発明の漏洩位置検出方法に用いる地中管ユニットを新規に構築することができる。
＜変形例１＞
実施の形態２に係る検出システム１００１では、上述のとおり、マンホール間に１単位の地中管ユニット１０１Ｚｎ（ｎは自然数、以下の説明では、ｎは１又は２）が配される構成とした。しかしながら、マンホール間に複数単位の地中管ユニット１０１Ｚｎが配される構成としてもよい。
【００９３】
図２１は、実施の形態２の変形例１に係る検出システム１００１Ａの構成を示す図である。図２１に示すように、検出システム１００１Ａでは、マンホール１と２の間に、直列に接続された２単位の地中管ユニット１０１Ｚ１、１０１Ｚ２が配される点で、検出システム１００１と相違する。
以下、検出システム１００１Ａの構成について説明する。
【００９４】
管１０１ｎは、それぞれ複数の単位管１０１ｎＡと１０１ｎＢとが直列に接続され１個の管１０１ｎを構成し、さらに、管１０１１、１０１２は端部をつき合わせて直列に接続され、両側の端部をマンホール１、２内に設けられた仕切弁８０１１、８０１２にそれぞれ接続されて直列に管路を形成している。
導電性部材２０１１、２０１２は、それぞれ管１０１１、１０１２の外表面に沿って、管の全長にわたり延設されることにより形成されている。
【００９５】
導電性部材２０１１は、隣接する導電性部材２０１２と対向する側の端部に終端器５０１１が接続されている。他方の端部はマンホール内の空間に露出し整合器４０１１が接続されており、整合器４０１１は上方に位置するマンホール１に引き出され、マンホール１内に設置されている閉回路レーダ装置６０１１に接続されている。導電性部材２０１２は、隣接する導電性部材２０１１と対向する側の端部に終端器５０１２が接続されている。他方の端部はマンホール内の空間に露出し整合器４０１２が接続されており、整合器４０１２は上方に位置するマンホール２に引き出され、マンホール２内に設置されている閉回路レーダ装置６０１２に接続されている。これにより、マンホール１から、管１０１１に対する漏洩位置検出を行うとともに、マンホール２から、管１０１２に対する漏洩位置検出を行うことができる。
【００９６】
閉回路レーダ装置６０１１、６０１２には、図２１に示すように、複数の整合器が接続される構成としてもよい。これにより、１台の閉回路レーダ装置により複数の整合器からの出力を選択して、マンホール１又は２の両側に位置する管に対する漏洩位置検出を選択的に行うことができる。
遮液性被覆部材３０１１は、管１０１１、導電性部材２０１１及び終端器５０１１をひとまとめにして被覆し、遮液性被覆部材３０１２は、管１０１２、導電性部材２０１２及び終端器５０１２をひとまとめにして被覆している。また、遮液性被覆部材３０１ｎは、複数の単位被覆部材３０１ｎＡ、３０１ｎＢが近接する端部をオーバーラップさせた状態で直列に接続されて構成されている。さらに、長尺方向に隣接する遮液性被覆部材３０１１、３０１２は、対向する端部をオーバーラップさせた状態で互いに直列に接続されている。
【００９７】
以上、説明したように、検出システム１００１Ａでは、マンホール１と２の間に、直列に接続された２単位の地中管ユニット１０１Ｚ１、地中管ユニット１０１Ｚ２を配したことにより、マンホール間の距離が長い場合でも、地中管ユニット１０１Ｚ１、１０１Ｚ２の長さを所定以上に増加することなく検出システムを構築することができる。そのため、マンホール間隔が長い場合でも、漏洩位置検出における受信信号の信号Ｓ／Ｎ比の劣化を抑制することができる。また、マンホール内に閉回路レーダ装置６０１１が常設されているので、継続的に地中管ユニット１０１Ｚｎの状態をモニタリングし、閉回路レーダ装置６０１１内にデータを蓄積することができる。
【００９８】
＜変形例２＞
マンホール間に、さらに多くの単位の地中管ユニット１０１Ｙｎ（ｎは自然数、以下の説明では、ｎは１〜４）が配される構成としてもよい。図２２は、実施の形態２の変形例２に係る検出システム１００１Ｂの構成を示す図である。
図２２に示すように、検出システム１００１Ｂでは、マンホール１と２の間に、直列に接続された４単位の管ユニット１０１Ｙ１〜４を備えた点に特徴がある。
【００９９】
以下、検出システム１００１Ｂの構成について説明する。
管１０１ｎは、互いに端部をつき合せて直列に接続され、接合された両側の端部をマンホール１、２内に設けられた仕切弁８０１１、８０１２にそれぞれ接続されて直列に管路を形成している。
導電性部材２０１ｎは、それぞれ管１０１ｎの外表面に沿って、管１０１ｎの全長にわたって延設されている。
【０１００】
導電性部材２０１ｎは、マンホールから遠い側の端部にそれぞれ終端器５０１ｎが接続されている。マンホールに近い側の端部にそれぞれ整合器４０１Ｂｎが接続され、整合器４０１Ｂｎには同軸ケーブル２５１Ｂｎが接続され、同軸ケーブル２５１Ｂｎの先端２５１Ｂａｎはマンホール内の空間まで引き出され、仕切弁８０１ｎの反対側に位置する管から同様に引き出された２本の同軸ケーブルとともに、４本の同軸ケーブルがマンホールに設置されている閉回路レーダ装置６０１Ｂｎに接続されている。これにより、マンホール１から、管１０１１と管１０１２、及び仕切弁８０１１の図中左方に位置する２本の管のそれぞれに対する漏洩位置検出を選択的に行うとともに、マンホール２から、管１０１３と管１０１４、及び仕切弁８０１２の図中右方に位置する２本の管のそれぞれに対する漏洩位置検出を選択的に行うことができる。
【０１０１】
遮液性被覆部材３０１ｎは、管１０１ｎ、導電性部材２０１ｎ、整合器４０１Ｂｎ及び終端器５０１ｎをひとまとめにして被覆している。また、長尺方向に隣接する遮液性被覆部材３０１ｎは、対向する端部をオーバーラップさせて直列に接続され地中に埋設されている。  以上、説明したように、検出システム１００１Ｂでは、マンホール１と２の間に、直列に接続された４単位の管ユニット１０１Ｙｎを配したことにより、マンホール間隔がさらに長い場合でも、地中管ユニット１０１Ｙｎの長さを所定長さ以下とすることができ、漏洩位置検出における受信信号の信号Ｓ／Ｎ比の劣化を抑制できる。
【０１０２】
また、マンホール間隔が長い場合でも、定尺サイズの鉄管を用いることができ安価に検出システムを構築できる。
また、マンホール間に、より一層多くの単位の地中管ユニット１０１Ｙｎを配する場合でも、整合器４０１Ｂｎにさらに長い同軸ケーブル２５１Ｂｎを接続して先端２５１Ｂａｎはマンホール内の空間まで引き出すだけで、検出システムの基本構造を変更することなく検出システム１００１Ｂを容易に拡張することができる。
【０１０３】
（地中管ユニットに用いる管サブユニットについて）
管１０１ｎ、導電性部材２０１ｎ、遮液性被覆部材３０１ｎ、整合器４０１ｎ、および終端器５０１ｎから構成される地中管ユニット１０１Ｚｎ中、導電性部材２０１ｎ、整合器４０１ｎ、および終端器５０１ｎからなる管サブユニット１０１Ｘｎを構成することができる。管サブユニット１０１Ｘｎは、線材、索状部材、帯状の薄板材等からなる導電性部材２０を、管１０１ｎの外表面に沿って延設することにより構成してもよい。また、例えば、導電性部材２０１ｎを管１０１ｎの管壁内に埋め込んだり、導電性部材２０１ｎを管１０１ｎの内表面又は外表面に印刷、めっき、蒸着等により導電性材料をパターンニングして管サブユニット１０１Ｘｎを構成してもよい。
【０１０４】
また、導電性部材２０１ｎは管１０１ｎの一端から他端まで延設されており、一端および他端において、複数の管サブユニット１０１Ｘｎを管軸方向に接続したとき隣接する管ユニット１０１Ｘｎ−１、１０１Ｘｎ＋１の導電性部材２０１ｎ−１、２０１ｎ＋１と電気的に接続可能な構成としてもよい。これにより、管サブユニット１０１Ｘｎを接続することにより個々の管サブユニットの導電性部材２０１ｎが電気的に接続されるので、管サブユニット１０１Ｘｎの接続数に応じて地中管ユニットの長さを変更可能な検査システムを構築できる。
【０１０５】
また、管サブユニット１０１Ｘｎの導電性部材２０１ｎの接続部分に選択的に絶縁部材を介在させる構成としてもよい。これにより、管サブユニット１０１Ｘｎの接続数にかかわらず地中管ユニットの長さを固定できる。
＜変形例３＞
実施の形態２に係る検出システム１００１では、上述のとおり、導電性部材２０を管１０の下方に敷設した構成とした。しかしながら、導電性部材２０１ｎを管１０１ｎの外周上において円周方向における異なる複数の位置に配置する構成としてもよい。図２３は、実施の形態２の変形例３に係る検出システム１００１Ｃの構成を示す図である。図２４は、図２３におけるＣ−Ｃ線で切った断面を示す断面図である。図２３、図２４に示すように、導電性部材２１１ｎ、２２１ｎ（ｎは１又は２）が、管１０１ｎを挟んで管軸方向に並設される。導電性部材２１１ｎ、２２１ｎは、マンホールに近い側の端部はマンホール内の空間に露出しそれぞれ整合器４１１ｎ、４２１ｎが接続されており、整合器４１１ｎ、４２１ｎは上方に位置するマンホールに引き出されている。マンホールから、導電性部材２１１ｎ、２２１ｎには択一的に高周波信号が入射して反射波を受信することができる。
【０１０６】
これにより、管１０１ｎの円周上において何れかの位置に漏洩点ＬＰがあるときに、円周上の漏洩点ＬＰに近い導電性部材を用いて漏洩点ＬＰからの反射波を高い信号Ｓ／Ｎ比にて受信し、漏洩位置検出の感度を向上することができる。
また、複数並設した導電性部材２１１ｎ、２２１ｎの一部を閉回路レーダ装置６０のアース入力に接続して接地電位とする構成としてもよい。受信信号の入力に用いる導電性部材と接地ラインとを近接させることにより、受信信号の精度を向上することができる。
【０１０７】
≪実施の形態３≫
実施の形態２に係る検出システム１００１では、図１９に示したような、新規に地中管ユニットを形成する場合における地中管ユニットの形成方法ついて説明を行った。しかしながら、既設の地中管路を利用して検出システム１００１を構築する構成としてもよい。
実施の形態３に係る検出システム１００２は、既設の地中管路に改修を行うことで地中管ユニットを形成して検出システムを構築する点に特徴を有し、この点で実施の形態２と相違する。
【０１０８】
以下、検出システム１００２を構成するための地中管ユニットを既設の管路を改修して形成する方法について説明する。
＜地中管ユニットの形成方法＞
図２５（ａ）から（ｇ）を用いて検出システム１００２を構成する地中管ユニットの形成工程を例示する。図２６（ａ）から（ｇ）は、それぞれ図２５（ａ）から（ｇ）におけるＤ−Ｄ線で切った断面を示す断面図である。
【０１０９】
先ず、管１０２ｎが遮液性被覆部材３０２ｎに被覆され両端をマンホール下方に位置する仕切弁８０１ｎにそれぞれ接続されて地中に埋設されている状態（図２５（ａ）、図２６（ａ））において、土砂を取り除き地表から所定の深さまで溝を開設し、管１０２ｎ及び遮液性被覆部材３０２ｎを露出させる（図２５（ｂ）、図２６（ｂ））。
次に、例えば、レーザー加工機等の装置や工具を用いて遮液性被覆部材３０２ｎの円周状の１点を長尺方向に沿って切断して（図２５（ｃ）、図２６（ｃ））、管１０２ｎを露出させる（図２５（ｄ）、図２６（ｄ））。
【０１１０】
次に、一方の端部に整合器４０２ｎと、他方の端部に終端器５０２ｎとが接続された導電性部材２０２ｎを準備し、導電性部材２０２ｎを管１０２ｎの外表面に沿って管１０２ｎの一方の端部か他方の端部まで延設し（図２５（ｅ）、図２６（ｅ））、整合器４０２ｎは管１０２ｎの端部から数メートル程度外方に引き出す。このとき、導電性部材２０２ｎは管１０２ｎの上部に載置させてもよい。これにより、導電性部材２０２ｎを容易に管１０２ｎに延設することができる。
【０１１１】
次に、遮液性被覆部材３０２ｎを、管１０２ｎ、導電性部材２０２ｎ及び終端器５０２ｎをまとめて被覆する（図２５（ｆ）、図２６（ｆ））。遮液性被覆部材３０２ｎの円周方向の一部を、さらに上部遮液性被覆部材３５２ｎにより被覆してもよい。上部遮液性被覆部材３５２ｎには、例えば、樹脂、ゴム等からなる遮液性のシート又はスリーブ、チューブ等を用いることができる。本実施の形態では、ポリエチレンシートを用いる構成とした。このとき、図２６（ｆ）に示したように、例えば、円周方向の一以上の箇所において遮液性被覆部材３０２ｎと上部遮液性被覆部材３５２ｎとを溶着ＷＤ（又は接着）してもよい。これにより、切断した遮液性被覆部材３０２ｎの円周方向の一部を接合するとともに、さらに上部遮液性被覆部材３５２ｎと円周方向の複数個所において接合させることで、既設の管路の遮液性被覆部材３０２ｎを切断した部位に修復を施して防水効果を向上させる。これより、遮液性を高めることができ、導電性部材２０２ｎと土中水分との接触をさらに抑制することができる。この状態では、端部から外方に引き出された整合器４０２ｎは、遮液性被覆部材３０１ｎ、上部遮液性被覆部材３５２ｎから露出している。
【０１１２】
次に、仕切弁の上方にあるマンホールを除いて、土砂により管１０２ｎ、導電性部材２０２ｎ、遮液性被覆部材３０２ｎ、終端器５０２ｎ及び必要な場合には上部遮液性被覆部材３５２ｎを埋設する（図２５（ｇ）、図２６（ｇ））。この状態では、整合器４０２ｎは、マンホール内に引き出されて、閉回路レーダ装置６０（不図示）に接続可能に構成されている。
【０１１３】
以上の工程により、地中に地中管ユニット１０２Ｚｎが完成する。
これにより、検査者が、マンホールを定期的に巡回して、この地中の地中管ユニット１０２Ｚｎに含まれる整合器４０２ｎに閉回路レーダ装置６０を接続して検出システム１００２を構築し、管１０２ｎに対する漏洩位置検出を簡便に行うことができる。
このように、検出システム１００２では、既設の管路に改修を行うことで地中管ユニットを形成して、安価かつ迅速に検出システムを構築することができる。
【０１１４】
＜小  括＞
以上説明したように、実施の形態３に係る地中管ユニットの形成方法は、地中に埋設された管１０２ｎの周囲の土砂を除去する工程と、長尺状の導電性部材２０２ｎを管に沿って延設する工程と、少なくとも管と対向する表面を除く導電性部材２０２ｎの表面を、遮液性被覆部材３０２ｎにより導電性部材２０２ｎの一端を除いて覆う工程と、管１０２ｎと、導電性部材２０２ｎと、遮液性被覆部材３０２ｎとを、導電性部材２０２ｎの一端から電気信号を供給可能な状態で、土砂により埋設する工程とを含む構成を採る。係る構成により、本発明の漏洩位置検出方法に用いる地中管ユニットを既設の地中管路を改修して構築することができ、漏液発生の可能性が高い老朽化した管路に対し本発明の漏洩位置検出方法を適用することができる。
【０１１５】
≪その他の変形例≫
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
（１）実施の形態では、水道管等の漏洩位置検出を例に示したが、本発明は流体として水以外の流体の漏洩位置検出にも適用可能であることは言うまでもない。例えば、上下水道の漏洩位置検出への適用の他、工場設備、プラント、ビル設備、冷暖房システム、エネルギー供給設備等に用いられる管路における水、気体を含む各種流体全般の漏洩位置検出にも適用することができる。
【０１１６】
また、本発明に係る漏洩位置検出方法は、管の亀裂から管に地下水が流入することに伴う地盤の空洞化等、周辺地盤と含水比や比誘電率が大きく異なる地中の空洞や地盤の緩みなどの検出にも適用することができる。
（２）管１０、導電性部材２０、遮液性被覆部材３０、整合器４０、終端器５０の各構成についても、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。
【０１１７】
例えば、導電性部材２０は、管１０の下に敷設する替りに、管１０にらせん状に巻き付ける構成としてもよい。これにより、管１０の下方を含む管の円周上の何れかの位置に漏洩点ＬＰがある場合でも漏洩位置を検出することができる。
また、導電性部材２０は、管１０の始端２０ａから終端２０ｂまで管１０の全長にわたり延設されていることが好ましいとしたが、管１０の長手方向の一部に延設し、その他の部分は同軸ケーブル２５を用いて接続する構成としてもよい。周辺環境の影響により、主に漏液が発生しやすい範囲に導電性部材２０を配置することにより導電性部材２０を短縮できるので、受信信号の信号Ｓ／Ｎ比を向上して検出精度を高めることができる。
【０１１８】
また、導電性部材２０を複数並設して、一部の導電性部材２０を閉回路レーダ装置６０のアース入力に接続して接地電位とする構成としてもよい。受信信号の入力に用いる導電性部材と接地ラインとを近接させて、受信信号の精度を向上することができる。
また、導電性部材２０は、管１０、又は管１０内部に存する流体ＬＱである構成であってもよい。係る構成により、管、又は管内部に存在する流体ＬＱを利用して送信波及び反射波を伝播させることができるので漏洩位置検出の対象範囲の拡大が容易となる。また、このとき、管１０は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている構成であってもよい。係る構成により、管１０、又は管１０内部に存する流体ＬＱを利用して導電性部材２０とした構成において、土壌及び土中水分の影響を抑制することができる。
【０１１９】
（３）実施の形態に係る検出システムは、管１０、導電性部材２０、遮液性被覆部材３０、整合器４０、終端器５０、閉回路レーダ装置６０、検出部７０を有する構成としたが、同等の機能を有する構成であれば、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。
例えば、実施の形態に係る閉回路レーダ装置６０では、図１、図２で示すように、送信部６１、方向性結合器６２及び検波部６３を含む受信部６４、変換部６５を有する構成としたが、同等の機能を有する構成であれば、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。例えば、閉回路レーダ装置６０に含まれる各構成の一部や、検出部７０を備えない構成としてもよい。また、受信信号の距離領域データに存在するピーク位置を検出する検出部７０、又はデータ格納部を、閉回路レーダ装置６０に含めた構成としてもよい。
【０１２０】
また、閉回路レーダ装置６０に含まれる各構成は、一個の回路部品、複数の回路部品の集合体から構成されることを示したが、回路部品は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェア回路により実現される構成であってもよい。あるいは、閉回路レーダ装置６０の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。
【０１２１】
また、上記実施の形態では、変換部６５は、受信信号の時間領域データと、予めキャリブレーション実験等により既定されている導電性部材２０中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する構成としている。しかしながら、距離領域データに変換する工程では、変換部６５は、受信信号の時間領域データに管軸方向のそれぞれの位置における伝播速度値を乗じて加算することにより受信信号の距離領域データに変換する構成であってもよい。係る構成により、土壌の水分の影響による比誘電率εの増加に伴う信号伝播速度の低下を考慮して、信号伝播速度の補正値を用いて距離領域データに変換することにより、算出される受信信号の距離領域データにおける見掛け上の距離の増加を抑制することができる。
【０１２２】
また、検出部７０は、受信信号の距離領域データを保存するデータ格納部（不図示）を備えた構成であってもよい。データ格納部は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、磁気記憶装置等を用いることができる。また、データ格納部は、検出システム１０００に外部からネットワーク等を介して接続された記憶装置であってもよい。
【０１２３】
（４）実施の形態では、マンホール内にある整合器に閉回路レーダ装置６０を接続して動作させることにより、管に対する漏洩位置検出を行うことができ、検査者が、マンホールを定期的に巡回して、各マンホール内にある整合器に閉回路レーダ装置６０を接続して、管路の漏洩位置検出を簡便に行うことができる構成とした。しかしながら、各マンホール内にネットワーク等に接続された閉回路レーダ装置６０を設置し、管に対する漏液の発生と漏洩位置とをネットワークを介して遠隔地から常時モニタリングする構成であってもよい。
【０１２４】
（５）図１における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、実施の形態に係る漏洩位置検出方法を示すフローチャートは、工程が実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記工程の一部が、他の工程と同時（並列）に実行されてもよい。
【０１２５】
また、本発明は、漏洩位置検査方法を実施させるプログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを独立した他のコンピュータシステムにより実施する構成としてもよい、また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０１２６】
また、各実施の形態に係る漏洩位置検出方法、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。更に上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
≪まとめ≫
以上、説明したように、本実施の形態に係る漏洩位置検出方法は、流体を輸送する地中埋設管の漏洩位置検出方法であって、地中に埋設され管軸方向に延設された長尺状の導電性部材の一端に高周波信号を印加して、前記導電性部材の一端から他端に送信波を伝播させる工程と、前記導電性部材の前記一端又はその近傍から、前記送信波とその反射波との合成波を所定の時間取得して受信信号の時間領域データを生成する工程と、前記受信信号の時間領域データと前記導電性部材中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する工程と、前記受信信号の距離領域データに存在するピークの位置を検出する工程と、前記受信信号の距離領域データにおける前記一端又は前記他端に対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体の漏洩位置として特定する工程とを含むことを特徴とする。係る構成により、土壌及び土中水分の影響を抑制し、流体ＬＱの漏洩点の位置を精度よく検出することができる。
【０１２７】
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記導電性部材は、前記管を挟んで管軸方向に並設された１対の索状部材の何れか一方である構成であってもよい。係る構成により、管の円周上において何れかの位置に漏洩点があるときに、円周上の漏洩点に近い導電性部材を用いて漏洩点からの反射波を高い信号Ｓ／Ｎ比にて受信し、漏洩位置検出の感度を向上することができる。
【０１２８】
また、複数並設した導電性部材の一部を閉回路レーダ装置のアース入力に接続して接地電位とする構成とすると、受信信号の入力に用いる導電性部材と接地ラインとを近接させることにより、受信信号の精度を向上することができる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記導電性部材は、前記管に敷設された索状部材である構成であってもよい。係る構成により、重力により下方に蓄積される漏液の検出が容易となり、また、長尺方法の広い範囲にわたり容易に導電性部材と管表面とを接触させることができる。
【０１２９】
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記管及び前記索状部材は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている構成であってもよい。係る構成により、土壌及び土中水分との接触を防いでその影響を抑制し、漏洩点付近での誘電率変化検出における信号Ｓ／Ｎ比を改善することができる。その結果、流体ＬＱの漏洩点の位置を精度よく検出することができる。
【０１３０】
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記導電性部材は、前記管、又は管内部に存する流体である構成であってもよい。係る構成により、管、又は管内部に存する流体を利用して送信波及び反射波を伝播させることができるので漏洩位置検出の対象範囲の拡大が容易となる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記管は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている構成であってもよい。係る構成により、管、又は管内部に存する流体を利用して導電性部材とした構成において、土壌及び土中水分の影響を抑制することができる。
【０１３１】
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記送信波を伝播させる工程では、前記高周波信号を異なる複数の時刻からそれぞれ印加し、前記受信信号の時間領域データを生成する工程では、前記合成波を異なる複数の時刻からそれぞれ所定の時間取得し、それぞれの時刻に対応する前記合成波に基づき前記受信信号の時間領域データを複数生成し、前記受信信号の距離領域データに変換する工程では、複数の前記受信信号の時間領域データを複数の前記受信信号の距離領域データにそれぞれ変換し、前記ピーク位置を検出する工程では、複数の前記受信信号の距離領域データ相互間の差異を算出し、それぞれの前記受信信号の距離領域データにおいて差異が極大となる位置を検出して、当該位置をそれぞれの前記受信信号の距離領域データにおける前記ピークの位置とする構成であってもよい。
【０１３２】
係る構成により、経時的な観測に基づき、これまで観測されなかった距離領域データ上の位置に微小なピークが現われたことにより、漏液の予兆として地盤中における含水比の急激な上昇が生じたときや、漏液が発生したこととその位置を発生初期に検出することができ、漏液初期の微小な信号波形の変化から流体ＬＱの漏洩点の位置を早期に特定することができる。その結果、突発事故を未然に防止できる。
【０１３３】
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記ピーク位置を検出する工程では、複数の前記受信信号の距離領域データそれぞれにおいて、選択した一の基準距離領域データとの間の相互相関係数を算出し、それぞれの前記受信信号の距離領域データにおいて相互相関係数が極小となる位置を検出して、前記差異が極大となる位置を検出する構成であってもよい。
【０１３４】
土壌中における測定では、土及び土中水分の誘電率への影響により、漏洩点以外でも信号の反射が起こるため、漏洩点による反射と識別する手段が必要となる。これに対し、上記した構成により、経時的な観測に基づき取得した複数の受信信号の距離領域データ相互間の差異を精度良く検出することができ、受信信号の距離領域データにおける微小なピークの出現を検出でき、漏洩点による反射と土及び土中水分の誘電率への影響によるノイズとを識別することができる。また、漏液初期の微小な信号波形の変化から漏液の発生と漏洩点の位置を早期に特定することができる。
【０１３５】
さらに、信号伝播速度の低下にともなう距離領域データにおける見掛け上のピーク位置の変化に追従して、ピーク高さ変化を正確に検出することができ、距離領域データにおける見掛け上の距離の増加の影響を抑制できる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記高周波信号の印加においては、周波数の異なる複数の高周波信号を順次印加し、前記時間領域データを生成する工程では、複数の高周波信号に基づく送信波とその反射波との合成波をそれぞれ所定の時間取得して得た受信信号の周波数領域データを、逆フーリエ変換により前記受信信号の時間領域データを生成する構成であってもよい。係る構成により、管軸方向の漏洩点で生じる反射波ｒｗを含む合成波ｃｗに基づき、電圧反射係数Γ又はＶＳＷＲと反射波到達時間との関係をあらわす受信信号の時間領域データを生成することができる。
【０１３６】
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記高周波信号の印加においては、所定の周波数の高周波信号のパルスを前記一端に印加し、前記時間領域データを生成する工程では、前記高周波信号の前記他端における反射波が前記一端に至るまでの時間、前記反射波を受信して受信信号の時間領域データを生成する構成としてもよい。係る構成により、高速Ａ／Ｄ変換が可能なオシロスコープ等の汎用的測定手段を用いて、電圧反射係数Γ又はＶＳＷＲと反射波到達時間との関係をあらわす受信信号の時間領域データを生成することができる。
【０１３７】
また、別の態様では、上記何れかに記載の構成において、前記距離領域データに変換する工程では、前記受信信号の時間領域データに管軸方向のそれぞれの位置における前記伝播速度値を乗じて加算することにより前記受信信号の距離領域データに変換する構成であってもよい。係る構成により、土壌の水分の影響による比誘電率εの増加に伴う算出される受信信号の距離領域データにおける見掛け上の距離の増加を抑制することができる。
【０１３８】
また、本実施の形態に係る検出システムは、流体を輸送する地中埋設管の検出システムであって、地中に埋設された管と、前記管に沿って延設された長尺状の導電性部材と、前記導電性部材の一端に高周波信号を印加して、前記導電性部材の一端から他端に送信波を伝播させる送信部と、前記導電性部材の前記一端又はその近傍から、前記送信波とその反射波との合成波を所定の時間取得し、受信信号の時間領域データを生成する受信部と、前記受信信号の時間領域データと前記導電性部材中の伝播速度値とに基づき管軸方向の受信信号の距離領域データに変換する変換部と、前記受信信号の距離領域データに存在するピーク位置を検出する検出部とを備え、前記送信部は、前記高周波信号を異なる複数の時刻からそれぞれ印加し、前記受信部は、前記合成波を異なる複数の時刻からそれぞれ所定の時間取得し、それぞれの時刻に対応する前記合成波に基づき受信信号の時間領域データを複数生成し、前記変換部は、複数の前記受信信号の時間領域データを複数の前記受信信号の距離領域データにそれぞれ変換し、前記検出部は、複数の前記受信信号の距離領域データそれぞれにおいて、選択した一の基準受信信号距離領域データとの間の相互相関係数を算出し、それぞれの前記受信信号距離領域データにおいて相互相関係数が極小となるピークの位置を検出し、それぞれの前記受信信号距離領域データにおいて前記一端又は前記他端に対応する位置間にピークが存在するとき、当該ピークの位置を算出して流体の漏洩位置を特定する構成であってもよい。
【０１３９】
係る構成により、受信信号の距離領域データにおける微小なピークの出現を検出でき、漏液初期の微小な信号波形の変化から漏液の発生と漏洩点の位置を早期に特定することができる検出システムを構築できる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の漏洩位置検出システムの構成において、前記管及び前記導電性部材は、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている構成であってもよい。係る構成により、土壌及び土中水分との接触を防いでその影響を抑制し、漏洩点付近での誘電率変化検出における信号Ｓ／Ｎ比を改善して流体ＬＱの漏洩点の位置を精度よく検出することができる検出システムを構築できる。
【０１４０】
また、別の態様では、上記何れかに記載の漏洩位置検出システムの構成において、前記導電性部材の一端が、マンホール内の空間に露出している構成であってもよい。係る構成により、マンホール内にある導電性部材の一端に閉回路レーダ装置６０を接続して動作させることにより、管に対する漏洩位置検出を行うことができる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の漏洩位置検出システムの構成において、前記送信部、前記受信部、及び前記変換部は、マンホール内の空間に配されている構成であってもよい。係る構成により、継続的に地中管ユニットの状態をモニタリングしてデータを蓄積することができる。
【０１４１】
また、本実施の形態に係る地中管ユニットの形成方法は、地中管ユニットの形成方法であって、管を準備する工程と、地中に溝を掘る工程と、前記管を、前記溝内に配する工程と、長尺状の導電性部材を前記管に沿って延設する工程と、前記管及び前記導電性部材とを、遮液性被覆部材により前記導電性部材の一端を除いて覆う工程と、前記管と、前記導電性部材と、前記遮液性被覆部材とを、前記一端から前記導電性部材に電気信号を供給可能な状態で、地中に埋設する工程とを含む構成であってもよい。係る構成により、本発明の漏洩位置検出方法に用いる地中管ユニットを新規に構築することができる。
【０１４２】
また、別の態様では、上記何れかに記載の形成方法において、前記埋設する工程では、前記導電性部材が前記管の下方に位置するように埋設する構成であってもよい。係る構成により、容易に導電性部材を管に敷設することができ、重力により下方に蓄積される漏液の早期検出が容易となる。
また、別の態様では、上記何れかに記載の形成方法において、前記管を溝内に配する工程は、前記管の一端を地中に存する管路に接続する工程を含む構成であってもよい。係る構成により、マンホール間隔が長い場合でも、定尺サイズの鉄管を用いることができ低コストにて検出システムを構築できる。
【０１４３】
また、別の態様では、上記何れかに記載の形成方法において、前記埋設する工程では、前記導電性部材の一端が、マンホール内の空間に露出するように前記管と、前記導電性部材と、前記遮液性被覆部材とを埋設する構成であってもよい。係る構成により、検査者が、マンホールを定期的に巡回して、各マンホール内にある導電性部材の一端に閉回路レーダ装置６０を接続して、管路の漏洩位置検出を簡便に行うことができる。
【０１４４】
また、本実施の形態に係る地中管ユニットの形成方法は、地中管ユニットの形成方法であって、地中に埋設された管の周囲の土砂を除去する工程と、長尺状の導電性部材を前記管に沿って延設する工程と、少なくとも前記管と対向する表面を除く前記導電性部材の表面を、遮液性被覆部材により前記導電性部材の一端を除いて覆う工程と、前記管と、前記導電性部材と、前記遮液性被覆部材とを、前記導電性部材の一端から電気信号を供給可能な状態で、土砂により埋設する工程とを含む構成であってもよい。係る構成により、本発明の漏洩位置検出方法に用いる地中管ユニットを既設の地中管路を改修して構築することができる
また、本実施の形態に係る地中管ユニットの形成方法は、地中管ユニットの形成方法であって、遮液性被覆部材に覆われた状態で地中に埋設されている管の周囲の土砂を除去する工程と、前記遮液性被覆部材を切断して前記管の表面を露出させる工程と、長尺状の導電性部材を前記管に沿って延設する工程と、少なくとも前記管と対向する表面を除く前記導電性部材の表面を、前記遮液性被覆部材により前記導電性部材の一端を除いて被覆する工程と、前記管と、前記導電性部材と、前記遮液性被覆部材とを、前記導電性部材の一端から電気信号を供給可能な状態で、土砂により埋設する工程とを含む構成であってもよい。係る構成により、本発明の漏洩位置検出方法に用いる地中管ユニットを遮液性被覆部材に覆われた既設の地中管路を改修して構築することができ、漏液発生の可能性が高い老朽化した管路に対し本発明の漏洩位置検出方法を適用することができる。
【０１４５】
また、別の態様では、上記何れかに記載の形成方法において、前記被覆する工程では、前記遮液性被覆部材を、上部遮液性被覆部材によりさらに被覆し、前記埋設する工程では、さらに、前記上部遮液性被覆部材を土砂により埋設する構成であってもよい。係る構成により、既存の管路の遮液性被覆部材を切断した部位に修復を施して防水効果を向上することができる。
【０１４６】
また、別の態様では、上記何れかに記載の形成方法において、前記埋設する工程では、前記導電性部材の一端が、マンホール内の空間に露出するように埋設する構成であってもよい。係る構成により、検査者が、マンホール内にある導電性部材の一端に閉回路レーダ装置６０を接続して、管路の漏洩位置検出を簡便に行うことができる。
また、本実施の形態に係る管サブユニットは、流体を輸送する地中管ユニットに用いる管サブユニットであって、管と、前記管に沿って延設された長尺状の導電性部材とを備えたことを特徴とする。係る構成により、本発明の漏洩位置検出方法に用いる管サブユニットを提供できる。
【０１４７】
また、別の態様では、上記何れかに記載の管サブユニットの構成において、前記導電性部材は前記管の一端から他端まで延設されており、前記一端および前記他端において、複数の管サブユニットを管軸方向に接続したとき隣接する管ユニットの導電性部材と電気的に接続可能に構成されている構成であってもよい。係る構成により、管サブユニット１０１Ｘｎを接続することにより個々の管サブユニットの導電性部材２０１ｎが電気的に接続されるので、管サブユニット１０１Ｘｎの接続数に応じて地中管ユニットの長さを変更可能な検査システムを構築できる。
【０１４８】
また、別の態様では、上記何れかに記載の管サブユニットの構成において、前記導電性部材の一端に高周波信号を印加して、前記導電性部材の一端から他端に送信波を伝播させて、前記一端又はその近傍から、前記送信波及びその反射波を含む受信信号を取得可能に構成された構成であってもよい。係る構成により、地中管ユニットを供試品として用いて漏洩点付近での誘電率変化を検出して、流体ＬＱの漏洩点の位置を精度よく検出することができる。
【０１４９】
また、別の態様では、上記何れかに記載の管サブユニットの構成において、前記導電性部材は、索状部材である構成であってもよい。係る構成により、管の一端から他端まで延設された導電性部材を容易に構成することができる。
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【０１５０】
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
さらに、装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。なお、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明にかかる漏洩位置検出方法、及び漏洩位置検出システムは、従来の漏洩位置検出方法の性能向上、特に信号Ｓ／Ｎ比向上として有用である。また本発明は水道管等の土木工事への適用のみならず、配管を用いた工場設備、プラント、ビル設備、冷暖房システム、エネルギー供給設備等の用途にも応用できる。また、本漏洩検査方法は、周辺地盤と含水比や比誘電率が大きく異なる地中の空洞や地盤の緩みなどの検出にも適用できる。
【符号の説明】
【０１５２】
１０、１０１ｎ（ｎは自然数）  管
１０１ｎＡ、１０１ｎＢ  単位管
２０、２０１ｎ、２１１ｎ、２２１ｎ  導電性部材
２５、２５１Ｂｎ  同軸ケーブル
３０、３０１ｎ、３０１ｎＡ、３０１ｎＢ  遮液性被覆部材
４０、４０１ｎ、４０１Ｂｎ、４１１ｎ、４２１ｎ  整合器
５０、５０１ｎ  終端器
６０、６０１Ｂｎ  閉回路レーダ装置
６１  送信部
６２  方向性結合器
６３  検波部
６４  受信部
６５  変換部
６６  インピーダンス変換器
７０  検出部
１０１Ｚｎ、１０１Ｙｎ、１０２Ｚｎ  地中管ユニット
１０１Ｘｎ  管サブユニット
８０１ｎ  仕切弁
１０００、１００１、１００１Ａ、１００１Ｂ、１００１Ｃ、１００２  漏洩検出システム
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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