(57)【要約】【課題】周波数による塗覆装損傷監視は管が長くても塗覆装損傷の有無、場所の確認がよりしやすく、かつ、損傷区間を求めるための測定器数をより少数とする。【解決手段】地中埋設管の塗覆装損傷監視装置１００は、埋設管１０の少なくとも一点の発信地点１２から複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号を発信する信号発信機２０と、発信地点１２にて前記非同期擬似ランダム信号を受信する受信機３０と、発信地点１２から地中埋設管の離れた地点で前記非同期擬似ランダム信号を受信する受信機４０と、管対地電位と通電電流を前記複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号の相関ピーク値の変化による前記地中埋設管の接地抵抗と管対地電位の変化により、前記埋設管の塗覆装損傷発生区間と塗覆装損傷発生とを監視するコンピュータ５０とから構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中埋設管の塗覆装損傷監視装置であって、
埋設管の少なくとも一点の発信地点から複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号を発信する信号発信機と、
前記発信地点で前記非同期擬似ランダム信号を受信する受信機と、
前記複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号の相関ピーク値の変化による前記地中埋設管の接地抵抗と管対地電位の変化により、前記埋設管の塗覆装損傷発生区間と塗覆装損傷発生とを監視する監視機と、を含む地中埋設管の塗覆装損傷監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視装置であって、
前記複数の基本周波数は、
塗覆装損傷が発生すると電流が増加する第１の周波数と、
前記第１の周波数とは異なり、塗覆装損傷が発生すると、その場所によって管対地電位が減少し、かつ、電流が増減する第２の周波数と、を含む地中埋設管の塗覆装損傷監視装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視装置であって、
さらに前記受信機に加え、前記発信地点から離れた第２の受信機とを含む塗覆装損傷監視装置。
【請求項４】
地中埋設管の塗覆装損傷監視方法であって、
埋設管の少なくとも一点の発信地点から複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号を発信し、
前記発信地点で前記非同期擬似ランダム信号を受信し、
前記複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号の相関ピーク値の変化による前記地中埋設管の接地抵抗と管対地電位の変化により、前記埋設管の塗覆装損傷発生区間と塗覆装損傷発生とを監視する地中埋設管の塗覆装損傷監視方法。
【請求項５】
請求項４に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視方法であって、
前記複数の基本周波数は、
塗覆装損傷があると電流が増加する第１の周波数と、
前記第１の周波数とは異なり、塗覆装損傷が発生すると、その場所によって管対地電位が減少し、かつ、電流が増減する第２の周波数と、を含む地中埋設管の塗覆装損傷監視方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視方法であって、
さらに前記受信に加え前記第１の受信よりも前記発信地点から離れた第２の受信とを含む損傷監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中埋設管の塗覆装損傷監視装置および塗覆装損傷監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された被覆鋼管は鋼自体の腐食を防ぐため、外面を塗覆装して土壌と絶縁している。この被覆鋼管の塗覆装が例えば土木工事等で掘削機械等に接触して傷が付くと、鋼自体が土壌と接触して腐食する可能性がある。この鋼自体に腐食が生じることを防止するため地中に埋設された塗覆装（被膜）鋼管の塗覆装に対する損傷の状態を常時監視することが必要である。
【０００３】
地中埋設管の塗覆装損傷監視装置および塗覆装損傷監視方法としては例えば、下記特許文献１〜３の報告がある。
【０００４】
特許文献１に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視方法は、被覆鋼管の基準位置に埋設した印加電極と管体との間に交流信号を印加し、計測区間毎に検出した管対地電位と管対管電位及び管体の導電率から演算した接地抵抗の変化から被覆鋼管の損傷有無を判定し、管対管電位の変化から損傷が発生した計測区間を特定するものである。損傷が発生した計測区間の基準位置Ｐ側の検出地点の両側に隣接する検出地点の管対管電位から演算した管内電流と、損傷が発生した計測区間の基準位置側の検出地点の管対管電位と、計測区間の距離及び管体の導電率から、損傷が発生した計測区間の基準位置側の検出地点から損傷が発生した位置までの距離を演算する方法である。
【０００５】
特許文献２に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視方法は、地中に埋設された金属導管を測定対象とし、監視対象とする区間を包括するように設置した２箇所以上の計測地点を設ける方法である。すなわち、各計測地点での管内電流及び管対地電圧の各振幅、及び管内電流及び管対地電圧と交流電源の同一周波数で同一位相を発生する標準信号発生手段との位相差から、計測点間の特性インピーダンス及び伝搬定数を算出し、損傷位置と損傷程度
の推定を、監視区域の前記各算出値の複素平面上の変動量と過去に投入した模擬損傷による変動量との比較で行い、分布定数の回路式により模擬損傷間の補完を行なう方法である。
【０００６】
特許文献３に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視方法は、被覆鋼管の基準位置に埋設した印加電極と管体との間に一定電圧のＭ系列信号を印加し、計測区間毎に検出した管対地電位と管対管電位及び管体の導電率から演算した接地抵抗の変化から被覆鋼管の損傷有無を判定し、管対管電位の変化から損傷が発生した計測区間を特定する方法である。すなわち、損傷が発生した計測区間の基準位置側の検出地点の両側に隣接する検出地点の管対管電位から演算した管内電流と、損傷が発生した計測区間の基準位置側の検出地点の管対管電位と、計測区間の距離及び管体の導電率から、損傷が発生した計測区間の基準位置側の検出地点から損傷が発生した位置までの距離を演算する方法である。
【０００７】
これら特許文献１〜３に記載の塗覆装損傷塗覆装損傷監視装置および塗覆装損傷監視方方法は、地中に埋設された金属導管について、土木機械等の重機類の接触事故を原因とする塗覆装の損傷の位置並びに損傷の程度を容易に検知できると報告されている。
【特許文献１】特開平９−１８９５０５号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６７１４号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これら特許文献１〜３に記載の塗覆装損傷塗覆装損傷監視方法では、損傷区間を求めるために多数の測定器を多数設置し、管対地電位と管内電流を測定することが必要である。したがって、これら多数の装置は勿論のこと、多数の装置を設置するための用地が必要となり、設置が難しい場合がある。
【０００９】
特許文献２に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視方法は、塗覆装損傷位置を監視するために区間毎に周波数を変えた少なくとも２つの電源と２つの計測点を設置することが必要である。この多数の電源と計測点に係る装置によって特性インピーダンスと伝搬定数を算出すると共に予め模擬抵抗で求めたインピーダンスをコンピュータ内で比較演算し、位置を求めている。また、当該文献に開示された塗覆装損傷監視装置は、ロックインアンプであり、信号送信機と信号受信機とが離れていると長期間詳細な同期をとることが困難であり、位相調整機器を用いて長期間詳細な同期をとり精度を上げている。
【００１０】
また、特許文献３に記載の地中埋設管の塗覆装損傷監視方法は、塗覆装損傷発生を区間検知するためには区間毎の管対地電位と管内電流を計測する測定器と管路に沿って電線と通信線を布設する必要もある。
【００１１】
また、周波数による塗覆装損傷監視は管が長いと塗覆装損傷の有無、場所の確認が難しくなる場合がある。
【００１２】
本発明は、上記課題等を解決することに鑑みてなされたものであり、周波数による塗覆装損傷監視は管が長くても塗覆装損傷の有無、場所の確認がよりしやすく、かつ、損傷区間を求めるための測定器数をより少数とし、あわせて装置を設置するための用地もより少なくて済む地中埋設管の塗覆装損傷監視装置および塗覆装損傷監視方法の提供をその主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、地中埋設管の塗覆装損傷監視装置であって、埋設管の少なくとも一点の発信地点から複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号を発信する信号発信機と、前記発信地点で前記非同期擬似ランダム信号を受信する受信機と、前記複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号の相関ピーク値の変化による前記地中埋設管の接地抵抗と管対地電位の変化により、前記埋設管の塗覆装損傷発生区間と塗覆装損傷発生とを監視する監視機と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
前記地中埋設管の塗覆装損傷監視装置であって、前記複数の基本周波数は、塗覆装損傷が発生すると電流が増加する第１の周波数と、前記第１の周波数とは異なり、塗覆装損傷が発生するとその場所によって管対地電位が減少し、かつ、電流が増減する第２の周波数と、を含むと好適である。
【００１５】
前記地中埋設管の塗覆装損傷監視装置であって、さらに前記受信機に加えて前記発信地点からの距離が離れた第２の受信機とを含むと好適である。
【００１６】
本発明は、地中埋設管の塗覆装損傷監視方法であって、埋設管の少なくとも一点の発信地点から複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号を発信し、前記発信地点で前記非同期擬似ランダム信号を受信し、前記複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号の相関ピーク値の変化による前記地中埋設管の接地抵抗と管対地電位の変化により、前記埋設管の塗覆装損傷発生区間と塗覆装損傷発生とを監視することを特徴とする。
【００１７】
前記地中埋設管の塗覆装損傷監視方法であって、前記複数の基本周波数は、塗覆装損傷が発生すると電流が増加する第１の周波数と、前記第１の周波数とは異なり、塗覆装損傷が発生するとその場所によって管対地電位が減少し、かつ、電流が増減する第２の周波数と、を含むと好適である。
【００１８】
前記地中埋設管の塗覆装損傷監視方法であって、さらに前記受信に加えて前記発信地点からの距離が離れた第２の受信とを含むと好適である。
【発明の効果】
【００１９】
周波数による塗覆装損傷監視は管が長くても塗覆装損傷の有無、場所の確認がよりしやすく、かつ、損傷区間を求めるための測定器数をより少数とし、あわせて装置を設置するための用地もより少なくて済む地中埋設管の塗覆装損傷監視装置および塗覆装損傷監視方法の提供地中埋設管の塗覆装損傷監視装置および塗覆装損傷監視方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１はこの発明の被覆（塗覆装）鋼管１０の塗覆装損傷監視装置１００の構成を示す説明図である。塗覆装損傷監視装置１００は、地中に埋設された被覆鋼管１０に、被覆鋼管１０へ発信地点１２から複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号を発信する信号発信機２０と、発信地点１２にて信号発信機２０からの非同期擬似ランダム信号を受信する信号受信機３０と、鋼管１０の発信地点１２から地中埋設管の離れた地点で信号発信機２０からの非同期擬似ランダム信号を受信する信号受信機４０と、信号受信機３０、４０からの受信された情報に対して管対地電位と通電電流を前記複数の基本周波数をもつ非同期擬似ランダム信号の相関ピーク値の変化による前記地中埋設管の接地抵抗と管対地電位の変化により、前記埋設管の塗覆装損傷発生区間と塗覆装損傷発生とを監視する監視機としてコンピュータ５０とで構成されている。コンピュータ５０は、信号発信機２０、信号受信機３０および４０に対して制御・演算できるように接続されている。
【００２１】
信号発信機２０は通電電極２１と非同期擬似ランダム信号を鋼管１０の発信地点１２から発信するための発信電極２２とを備えている。通電電極２１、発信電極２２は電流増幅器２３に接続されている。電流増幅器２３には第１の周波数を発信する発信器２５と第２の周波数を発信する発信器２６を加算する加算機２４が接続されている。このような構成により第１の周波数と第２の周波数とが加算されてなる非同期擬似ランダム信号を鋼管１０の発信地点１２から発信電極２２を通じて発信できるようになっている。
【００２２】
発信器２５からは、塗覆装損傷が発生すると電流が増加する第１の周波数（周波数１）が、発信器２６からは、第１の周波数とは異なり、塗覆装損傷が発生するとその場所によって管対地電位が減少し、かつ、電流が増減する第２の周波数（周波数２）とがそれぞれ発信され、周波数１と周波数２が加算機２４によって加算されて非同期擬似ランダム信号が構成される。
【００２３】
信号受信機３０は、鋼管１０の発信地点１２から発信電極２２を通じて発信機２０から発信された非同期擬似ランダム信号を受信するように受信電極３１が鋼管１０に接続された状態とされ、さらに受信電極３１からの周波数１を受信する受信器３５と受信電極３１からの周波数２を受信する受信器３６と、受信器３５、３６に接続される照合電極３４
とを含んで構成されている。受信器３５、３６からの情報はコンピュータ５０へと送信される。受信器３５、３６は別個でなく一個体としてであってもよい。
【００２４】
信号受信機４０は、鋼管１０の発信地点１２から発信電極２２を通じて発信機２０から発信された非同期擬似ランダム信号を受信するように受信電極４１が鋼管１０に接続された状態とされ、さらに受信電極４１からの周波数１を受信する受信器４５と受信電極４１からの周波数２を受信する受信器４６と、受信器４５、４６に接続される照合電極４４
とを含んで構成されている。受信器４５、４６からの情報はコンピュータ５０へと送信される。受信器４５、４６は別個でなく一個体としてであってもよい。
【００２５】
信号受信機３０は発信地点１２に、信号受信機４０は発信地点１２遠方となるように被覆鋼管１０に受信電極３１、４１が接続されて配置されている。以下図１に示されるように、発信地点１２であり、被覆鋼管１０の受信電極３１が設けられる方を通電側、受信電極４１が設けられる方を遠方側とし間を中央側と区間を定義して呼ぶ。
【００２６】
信号受信機として通電側の信号受信機３０、遠方側の信号受信機４０に加えて中央側に信号受信機を設けて信号を受信してもよい。信号受信機は単数であってもよく、複数あっても発信地点と対とならずに同じ位置側に配されていてもよい。
【００２７】
周波数１は、傷の有無を確認するのに適した低周波とし、周波数２は傷の場所を特定するのに適した高周波とする。周波数１は４０Ｈｚ以下が好ましく、周波数２は、１００Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下が好ましいがこれに限られず適宜選択して採用することができる。周波数はフェランチ効果（発信地点１２から遠方側が通電側よりも電位が上昇する効果）を考慮することにより適宜適切な周波数を選択して用いればよい。フェランチ効果を利用し、周波数による接地抵抗の低下、管対地電位の低下を実路線試験を予め行い、これとコンピュータ５０で比較することで損傷した場所を特定することができる。
【００２８】
塗覆装損傷監視装置１００により被覆鋼管１０の塗覆装損傷監視を行うと、多数の装置は勿論のこと、多数の装置を設置するための用地が必要となることを防止できる。塗覆装損傷位置を監視するために区間毎に周波数を変えた少なくとも２つの電源と２つの計測点を設置することが必要ではなく、ロックインアンプでもないため、信号送信機と信号受信機とが離れていると長期間詳細な同期をとることが困難でなく位相調整装置も必要とならない。また、塗覆装損傷発生を区間検知するためには区間毎の管対地電位と管内電流を計測する測定器と管路に沿って電線と通信線を布設する必要もない。
【００２９】
また、周波数による塗覆装損傷監視は管が長いと塗覆装損傷の有無、場所の確認が難しくなる場合があるが、傷の有無を確認するのに適した低周波とし、傷の場所を特定するのに適した高周波としているので管が長くても周波数による塗覆装損傷監視をより高精度に行うことができる。
【００３０】
以上により周波数による塗覆装損傷監視は管が長くても塗覆装損傷の有無、場所の確認がよりしやすく、かつ、損傷区間を求めるための測定器数をより少数とし、あわせて装置を設置するための用地もより少なくて済む地中埋設管の塗覆装損傷監視方法を提供できる。
【実施例】
【００３１】
上記塗覆装損傷監視装置１００により被覆鋼管１０の塗覆装損傷監視を行った結果を図２に示す。なお実施例ではさらに中央側にも鋼管１０に接続された受信機を設け、第１の周波数、第２の周波数をコンピュータ５０で検出している。
【００３２】
なお、第１の周波数は２０Ｈｚであり、第２の周波数は２００Ｈｚである。
【００３３】
通電側が損傷した場合には、周波数１の接地抵抗および周波数２の接地抵抗が共に低下したが、周波数２の管対地電位は殆ど変わらなかった。
【００３４】
中央側が損傷した場合には、周波数１の接地抵抗および周波数２の管対地電位が共に低下したが、周波数２の接地抵抗は多少程度しか低下した。
【００３５】
遠方側が損傷した場合には、周波数１の接地抵抗および周波数２の管対地電位が共に低下したが、周波数２の接地抵抗は上昇した。
【００３６】
このように区間の通電側、中央側、遠方側で周波数１の接地抵抗、周波数２の接地抵抗、周波数２の管対地電位のそれぞれが特徴有る挙動として現れていることがわかった。したがって、このような周波数１の接地抵抗、周波数２の接地抵抗、周波数２の管対地電位の挙動の相違を用いて損傷の発生に加えて損傷箇所の特定を有効に行えることがわかった。したがって、この挙動を予めデータとして入手しておくことでこのデータが出たときに通電側、中央側、遠方側どの場所で損傷が発生しているかを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る塗覆装損傷監視装置を示す模式図である。
【図２】本実施例に係る損傷発生と損傷場所の特定に係るデータ図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００…塗覆装損傷監視装置
１０…被覆鋼管
２０…信号発信機
３０、４０…信号受信機
５０…コンピュータ
【図１】
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【図２】
2009139095.tif 000004