(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
敷設された遮水膜の上側に平行に所定の間隔で並べられた複数の上側線状電極と、前記遮水膜の下側に平行に前記上側線状電極と交差するように所定の間隔で並べられた複数の下側線状電極と、選択接続手段により選択された上下の線状電極間に流れる電流を検出する電流検出回路と、その電流検出回路の出力から印加電圧の位相と同相の電流を抽出する位相検波回路とを含み、上下の線状電極の各々の交点における位相検波回路の出力電圧の比較から漏水発生位置を検出する漏水位置検出システムにおいて、
前記遮水膜の下側に、前記下側線状電極と交差しかつ上側線状電極と上下方向に重ならないように所定の間隔で並べられた複数の増設線状電極が配置され、それら増設線状電極と前記下側線状電極との交差部分に電気的短絡を防止する絶縁体が配置され、前記下側線状電極は前記選択接続手段を介して交流電源の一方に接続され、増設線状電極を含む残りの線状電極は交流電源の他方に接続されている、漏水位置検出システム。
【請求項２】
前記各増設線状電極は、互いに平行に延びる上側線状電極相互の中間部分にそれぞれ位置しかつ上側線状電極と平行に配置されている、請求項１記載の漏水位置検出システム。
【請求項３】
前記絶縁体は、前記下側線状電極と増設線状電極との交差部分において、少なくとも一方の線状電極を被覆する絶縁被覆により形成されている請求項１又は２記載の漏水位置検出システム。
【請求項４】
遮水膜を敷設して造成された管理型終末処理場において、
前記遮水膜の上側に平行に所定の間隔で並べられた複数の上側線状電極と、
前記遮水膜の下側に平行に前記上側の線状電極と交差するように所定の間隔で並べられた複数の下側線状電極と、
交流電源と、
前記複数の上側線状電極の１本を選択すると共に、前記複数の下側線状電極の１本を選択し、選択した下側線状電極のみを交流電源の一方に接続し、他の線状電極はすべて交流電源の他方に接続するための選択接続手段と、
交流電源の一方に接続された下側線状電極と、反対側において選択された１本の上側線状電極との間に流れる電流を検出するための電流検出回路と、
この電流検出回路の出力を受けて検波を行う検波手段を含み、上側及び下側の複数の線状電極を順次選択して遮水膜の破損による漏水発生位置に近い線状電極の組合せになった際に前記検波手段の出力が他の電極組合せの値よりも上昇又は下降することから漏水発生位置を検出する処理回路と、
前記遮水膜の下側に、前記下側線状電極と交差しかつ上側線状電極と上下方向に重ならないように所定の間隔で並べられた複数の増設線状電極と、
それら増設線状電極と前記下側線状電極との交差部分にそれぞれ設けられ、各交差部分における電気的短絡を防止するための絶縁体とを備え、
前記各増設線状電極は交流電源の他方にそれぞれ接続されている、漏水位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂または合成ゴムシートあるいはアスファルトなどの絶縁性遮水膜を敷設して造成された管理型終末処分場等における漏水位置検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、遮水膜を用いた人工的な管理型終末処分場においては、漏水が発生すると地下水汚染や公害問題等が発生するため、定期的に遮水膜の点検を行い、遮水膜に破損が生じていれば漏水箇所を検出して適当な補修を行う必要がある。
【０００３】
このような遮水膜の漏水発生位置を検出するために、次のような検出方式が採用されている。この検出方式では、遮水膜の下側に所定の間隔で複数の線状電極を平行に敷設し、遮水膜の上側には下側電極と交差する方向で所定の間隔で複数の線状電極を平行に敷設した電極配置構成を用いる。このような電極配置構成において、遮水膜上下の線状電極を電極セレクタを介して各々１本選択して上下の線状電極間に交流電源による通電を行い、上下の線状電極間に流れる電流を検出して、印加電圧の位相に同期した信号で位相検波を行う、そして、上下の線状電極の各々の交点における位相検波回路の出力電圧の比較から漏水発生位置を検出する。
【０００４】
以下に、この漏水発生位置検出方式の一例を、図３を参照して説明する。この例においては、遮水膜（しゃ水シート）１０の上側に線状電極１〜８が配置され、遮水膜１０の下側に、線状電極１〜８と交差する方向に線状電極Ａ〜Ｈがそれぞれ配置されている。第１の電極セレクタ８４には、上側の線状電極１〜８のうちの１本（図３では線状電極３）を選択すると残りの線状電極は全て共通に接続する機能を持つ電極セレクタが用いられている。第２の電極セレクタ８５も同様である。
【０００５】
発振器８１で作り出された信号波形は電力増幅回路８２で電力増幅される。電力増幅回路８２と上側の線状電極１〜８及び下側の線状電極Ａ〜Ｈとの間は、第１、第２の電極セレクタ８４、８５により、次のように接続される。
【０００６】
まず、下側の線状電極Ａ〜Ｈにおいては、第２の電極セレクタ８５で選択された１本の線状電極Ｃが電力増幅回路８２の出力側（交流電源）の一方に接続され、残りの線状電極Ａ、Ｂ、Ｄ〜Ｈは全て電力増幅回路８２の出力側の他方に直接接続される。
【０００７】
次に、上側の線状電極１〜８においては、電力増幅回路８２の出力側（交流電源）の他方に、第１の電極セレクタ８４で選択された１本の線状電極３が電流検出回路８３を介して接続され、残りの線状電極１、２、４〜８は全て電力増幅回路８２の出力側の他方に直接接続される。
【０００８】
その結果、上側の線状電極３と残りの全ての線状電極との間に電流が流れるが、電流検出回路８３では上側の線状電極３と下側において選択された線状電極Ｃとの間に流れる電流のみが検出される。位相検波回路８６は、電力増幅回路８２から出力される印加電圧に同期した位相で電流検出回路８３の位相検波を行う。この位相検波出力は、例えばＡ／Ｄコンバータでディジタル信号に変換され、パソコンのようなコンピュータ（何れも図示せず）に与えられ、画像表示される。
【０００９】
このような構成において、遮水膜１０に破損が無い場合、遮水膜１０の上下において選択された線状電極３、Ｃ間に流れる電流は遮水膜１０の容量成分を流れる電流となるため、電流の絶対値は小さい値となり、且つ電力増幅回路８２の印加電圧の位相に対しては進み位相となる。一方、遮水膜１０に破損が生じると、破損箇所の上下において選択された線状電極間には電流が流れ易い。このことから、遮水膜１０の上下の線状電極の組合せ交点が破損箇所に近い場合には電流の絶対値は大きくなり、且つ印加電圧の位相に近づく傾向を示す。このことから、上下の線状電極のそれぞれの交点について電流を測定することにより遮水膜１０の破損箇所を検出することが可能になる。
【００１０】
従来の検出方式の電流測定には位相検波回路８６が用いられており、電力増幅回路８２の出力に基づく印加電圧に同期した位相で電流検出回路８３の出力に対する位相検波が行われ交流電源との同期成分を抽出している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような漏水発生位置検出方式においては、線状電極に沿ってその周辺での電位分布が全体として一様であり、漏水位置付近の測定対象の電極部分のみ電位が変化している方が測定精度が向上する。即ち、電位が全体として一様であればあるほど、その一様な電位の中での微少な電位の変化も容易に検出可能となるからである。
【００１２】
この点、従来の漏水発生位置検出方式では、このように相互に間隔をおいて遮水膜の上下に複数配置した線状電極だけでは、その線状電極から離れるにしたがい急激に電位が低下するため、遮水膜の表裏で電位差が急激に小さくなる領域が形成され、その領域では測定される電流の大きさも小さくなる欠点がある。測定される電流が小さくとも、電流が精密に計測できれば問題とならないが、微少な漏水を検出する場合には、測定回路では除去しきれないノイズ等に信号が埋もれて検出できないケースも生じる。
【００１３】
この点の解決手段として、遮水膜の上下の線状電極の配置本数を増やし、線状電極相互の間隔を小さくすることが考えられる。しかし、この方法では、線状電極の配置本数を増やすのに比例して必要な設備コスト並びに施工コスト等が増大する新たな問題が生じる。
【００１４】
よって、本発明の課題は、遮水膜の下側の線状電極と交差する線状電極のみを増設する工夫を凝らすことで、必要な設備コストや施工コストを抑制しつつ、電位分布の変化を全体として小さくし、これにより漏水発生位置検出のための測定精度を向上させることができる技術を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の手段は、敷設された遮水膜の上側に平行に所定の間隔で並べられた複数の上側線状電極と、前記遮水膜の下側に平行に前記上側線状電極と交差するように所定の間隔で並べられた複数の下側線状電極と、選択接続手段により選択された上下の線状電極間に流れる電流を検出する電流検出回路と、その電流検出回路の出力から印加電圧の位相と同相の電流を抽出する位相検波回路とを含み、上下の線状電極の各々の交点における位相検波回路の出力電圧の比較から漏水発生位置を検出する漏水位置検出システムにおいて、
前記遮水膜の下側に、前記下側線状電極と交差しかつ上側線状電極と上下方向に重ならないように所定の間隔で並べられた複数の増設線状電極が配置され、それら増設線状電極と前記下側線状電極との交差部分に電気的短絡を防止する絶縁体が配置され、前記下側線状電極は前記選択接続手段を介して交流電源の一方に接続され、増設線状電極を含む残りの線状電極は交流電源の他方に接続されている構成とした。
【００１６】
この第１の手段によれば、遮水膜の下側に、下側線状電極と交差しかつ上側線状電極と上下方向に重ならないように所定の間隔で並べた複数の増設線状電極を配置したことで、下側線状電極に対して上側線状電極と増設線状電極の両方が交差する形態となる。これにより、電極どうしの交差部分が多くなり、その分、全体としての電位分布の変化がより小さくなる。換言すれば、下側線状電極に沿ってその周辺の電位差がより小さくなる。したがって、電位変化に基づく漏水発生位置の検出が容易となり、測定精度が向上する。また、遮水膜の下側にのみ下側線状電極に交差する増設線状電極を複数設けるだけであるため、上下の線状電極数を全体的に増やす対策に比べて設備コスト及び施工コストの上昇を抑制することができる。
【００１７】
本発明の第２の手段においては、各増設線状電極が、互いに平行に延びる上側線状電極相互の中間部分にそれぞれ位置しかつ上側線状電極と平行に配置されている構成とした。このようにすることで、下側線状電極に対して上側線状電極と増設線状電極が交互にかつほぼ等間隔で交差する形態となる。これにより、電位分布の変化をより小さくしかもほぼ一様にすることができ、測定精度をさらに向上させることができる。
【００１８】
本発明の第３の手段においては、絶縁体は、下側線状電極と増設線状電極との交差部分において、少なくとも一方の線状電極を被覆する絶縁被覆により形成されている構成とした。このように絶縁被覆とすることで、絶縁体を位置決めして設けることができる。したがって、電気的短絡防止効果を確実に発揮させることができる他、別部材として絶縁体を配置するよりも施工性が良くなる。
【００１９】
本発明の第４の手段は、遮水膜を敷設して造成された管理型終末処理場において、前記遮水膜の上側に平行に所定の間隔で並べられた複数の上側線状電極と、前記遮水膜の下側に平行に前記上側の線状電極と交差するように所定の間隔で並べられた複数の下側線状電極と、交流電源と、前記複数の上側線状電極の１本を選択すると共に、前記複数の下側線状電極の１本を選択し、選択した下側線状電極のみを交流電源の一方に接続し、他の線状電極はすべて交流電源の他方に接続するための選択接続手段と、交流電源の一方に接続された下側線状電極と、反対側において選択された１本の上側線状電極との間に流れる電流を検出するための電流検出回路と、この電流検出回路の出力を受けて検波を行う検波手段を含み、上側及び下側の複数の線状電極を順次選択して遮水膜の破損による漏水発生位置に近い線状電極の組合せになった際に前記検波手段の出力が他の電極組合せの値よりも上昇又は下降することから漏水発生位置を検出する処理回路と、前記遮水膜の下側に、前記下側線状電極と交差しかつ上側線状電極と上下方向に重ならないように所定の間隔で並べられた複数の増設線状電極と、それら増設線状電極と前記下側線状電極との交差部分にそれぞれ設けられ、各交差部分における電気的短絡を防止するための絶縁体とを備え、前記各増設線状電極は交流電源の他方にそれぞれ接続されている構成とした。
【００２０】
このような構成によれば、交流電源の一方に接続された１本の下側線状電極と交流電源の他方に接続された他のすべての線状電極との間に電流が流れるが、電流測定は遮水膜を介して反対側において選択された１本の上側線状電極だけに対して行われる構成となる。このことから、交流電源の一方に接続された下側状電極と電流測定が行われる反対側の上側線状電極との交差部分付近に限定された電流測定が行われるため、遮水膜の破損を検出する精度は向上する。これに加えてさらに、下側線状電極と交差する複数の増設線状電極を配置していることで、これらの増設線状電極が電場制御作用を発揮し、下側線状電極に沿ってその周辺の電位分布の変化がより小さくなる。したがって、電位変化に基づく漏水発生位置の検出が容易となり、測定精度が格段に向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。従来と同様、遮水膜（しゃ水シート）１０の上に上側線状電極１〜８が配置され、遮水膜１０の下に、上側線状電極１〜８と交差する方向に下側線状電極Ａ〜Ｈがそれぞれ配置されている。
【００２２】
第１の電極セレクタ８４には、上側線状電極１〜８のうちの１本（図１では線状電極３）を選択すると残りの上側線状電極は全て共通に接続する機能を持つ電極セレクタが用いられている。第２の電極セレクタ８５も同様である。
【００２３】
発振器８１で作り出された信号波形は電力増幅回路８２で電力増幅される。電力増幅回路８２と上側線状電極１〜８及び下側線状電極Ａ〜Ｈとの間は、第１、第２の電極セレクタ８４、８５により、次のように接続される。
【００２４】
まず、下側線状電極Ａ〜Ｈにおいては、第２の電極セレクタ８５で選択された１本の線状電極Ｃが電力増幅回路８２の出力側の一方に接続され、残りの線状電極Ａ、Ｂ、Ｄ〜Ｈは全て電力増幅回路８２の出力側の他方に直接接続される。
【００２５】
次に、上側線状電極１〜８においては、電力増幅回路８２の出力側の他方に、第１の電極セレクタ８４で選択された１本の上側線状電極３が電流検出回路８３を介して接続され、残りの上側線状電極１、２、４〜８はすべて電力増幅回路８２の出力側の他方に直接接続される。
【００２６】
本実施の形態では、上側線状電極１〜８の配置と下側線状電極Ａ〜Ｈの配置については従来と同様の構成としているが、遮水シートの下側に、下側線状電極Ａ〜Ｈと交差しかつ上側線状電極１〜８と上下方向に重ならないように所定の間隔で並べた複数の増設線状電極１１〜１９を配置している。これらの増設線状電極１１〜１９は、互いに平行に延びる上側線状電極１〜８相互の中間部分にそれぞれ位置しかつ上側線状電極と平行に配置されている。
【００２７】
即ち、図１に示す例では、上側線状電極１〜８と増設線状電極１１〜１９とが下側線状電極Ａ〜Ｈに対して等間隔で交互に交差する形態としている。下側線状電極Ａ〜Ｈにに対する増設線状電極１１〜１９の交差部分には絶縁体３０が設けられている。そして、各増設線状電極１１〜１９は電力増幅回路８２の出力側の他方にそれぞれ接続されている。
【００２８】
その結果、下側線状電極Ｃと残りの全ての線状電極との間に電流が流れるが、電流検出回路８３では下側線状電極Ｃと、選択された上側線状電極３との間に流れる電流のみが検出される。位相検波回路８６は、交流電源８２から出力される印加電圧に同期した位相で電流検出回路８３の位相検波を行う。この位相検波出力は、例えばＡ／Ｄコンバータでディジタル信号に変換され、パソコンのようなコンピュータ（何れも図示せず）に与えられ、画像表示される。
【００２９】
各増設線状電極１１〜１９と、下側線状電極Ａ〜Ｈとの交差部分に設ける絶縁体３０は、各交差部分における増設線状電極と下側線状電極との電気的短絡を防止するためのものである。したがって、短絡防止機能を発揮できればこの絶縁体３０の形状や材質等は特に限定されないが、好ましい態様として、下側線状電極Ａ〜Ｈと増設線状電極１１〜１９との交差部分において、何れか一方の線状電極を被覆する絶縁被覆により形成することができる。
【００３０】
ここでは、図２に示すように下側線状電極Ａ〜Ｈに対して絶縁被覆してなる絶縁体３０が設けられている。この絶縁体３０は、増設線状電極の直径よりも長く形成されている。なお、交差部分が互いに位置ずれしないように、必要に応じて双方を結束する方法を採用することもできる。その場合には、絶縁体３０の長さはさらに短くすることができる。
【００３１】
増設線状電極１１〜１９は、図２に示すように遮水膜１０の下でかつ下側線状電極Ａ〜Ｈの上に配置している。勿論、この増設線状電極１１〜１９は、遮水膜１０の下でかつ下側線状電極Ａ〜Ｈの下に配置することもできるが、図示例のように遮水膜１０の直下に配置する方が好ましい配置関係となる。その理由は、増設線状電極Ａ〜Ｈと上側線状電極１〜８は、電力増幅回路８２の出力側の他方にそれぞれ接続されて同電位となる電極群であるため、上下方向に離す配置とするよりもできるだけ接近させる形態とする方がより一様な電位分布を形成する上で好ましいからである。
【００３２】
この増設線状電極の具体的構成については、電位分布の変化が小さくなるように電場制御を行うという考え方からすれば種々の態様が考えられるが、図１に示すように上側線状電極と平行で、各上側線状電極間の中間に位置するように配置するのが電位分布の変化を全体として小さくかつ一様にする上で好ましい。
【００３３】
また、こうした配置とすることで、従来と比べて格段に電場が制御されると共に、この増設線状電極の存在が測定を阻害するのを未然に防ぐことができる。即ち、これらの増設線状電極が上側線状電極と上下方向で重なっている場合には、電流測定電極となる上側線状電極の周辺にある漏水周辺で、遮水膜１０の上下が同一電位となり、漏水を確認することができなくなる場合があるからである。
【００３４】
また、図示例のように商用交流電源による電圧を線状電極に直接印加するのに代えて、オシレータ等の発振器８１、電力増幅回路８２を用いた場合、高周波成分や自然電流成分をカットして測定安定性を高めることができる。
【００３５】
このような構成において、遮水膜１０に破損が無い場合、遮水膜１０の上下において選択された線状電極３、Ｃ間に流れる電流は遮水膜１０の容量成分を流れる電流となるため、電流の絶対値は小さい値となり、且つ電力増幅回路８２による印加電圧の位相に対しては進み位相となる。一方、遮水膜１０に破損が生じると、破損箇所の上下において選択された線状電極間には電流が流れ易い。このことから、遮水膜１０の上下の線状電極の組合せ交点が破損箇所に近い場合には電流の絶対値は大きくなり、且つ印加電圧の位相に近づく傾向を示す。このことから、上下の線状電極のそれぞれの交点について電流を測定することにより遮水膜１０の破損箇所を検出することが可能になる。
【００３６】
本実施の形態によれば、遮水膜１０の下側に、下側線状電極Ａ〜Ｈと交差しかつ上側線状電極１〜８と上下方向に重ならないように所定の間隔で並べた複数の増設線状電極１１〜１９を配置したことで、下側線状電極に対して上側線状電極と増設線状電極の両方が交差する形態となる。これにより、電極どうしの交差部分が多くなり、その分、全体としての電位分布の変化がより小さくなる。換言すれば、下側線状電極Ａ〜Ｈに沿ってその周辺の電位差がより小さくなる。したがって、電位変化に基づく漏水発生位置の検出が容易となり、その分、測定精度が向上する。
【００３７】
また、遮水膜１０の下側にのみ下側線状電極Ａ〜Ｈに交差する増設線状電極１１〜１９を複数設けるだけであるため、上下の線状電極数を全体的に増やす対策に比べて設備コスト及び施工コストの上昇を抑制することができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、管理型終末処理場に適用した場合に好適な例を述べたが、水槽、貯水池等の遮水膜を対象として適用することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る漏水位置検出システムによれば、遮水膜の下側の線状電極と交差する線状電極のみを増設する工夫を凝らすことで、必要な設備コストや施工コストを抑制しつつ、電位分布の変化を全体として小さくし、これにより漏水発生位置検出のための測定精度を格段に向上させることができる。したがって、微小な遮水膜の損傷を通過してくる電流も確実に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る漏水位置検出システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る下側線状電極と増設線状電極との交差部分の構成を示す図１の円Ａ部の拡大断面図である。
【図３】従来の漏水位置検出システムのブロック図である。
【符号の説明】
１〜８  上側線状電極
Ａ〜Ｈ  下側線状電極
１０  遮水膜（遮水材料）
１１〜１９  増設線状電極
３０  絶縁体
８１  発振器
８２  電力増幅回路（交流電源）
８３  電流検出回路
８４  第１の電極セレクタ
８５  第２の電極セレクタ
８６  位相検波回路
【図１】
0004159201.tif 000002
【図２】
0004159201.tif 000003
【図３】
0004159201.tif 000004