(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管系からのガス漏洩を検知するガス漏洩検知システムにおいて、
地表で集音して得られた集音情報から抽出した所定周波数帯域の情報に所定の重み付け処理を行いノイズの除去を行うフィルタ処理手段と、
上記フィルタ処理を施した集音情報と予めパターン化されている騒音情報とをパターンマッチングにより比較し集音情報から騒音情報を除去し漏洩音情報を確定する漏洩音確定手段と、
上記漏洩音情報と、その漏洩音が露出配管か埋設配管か隠蔽配管か、さらにはそれらの配管がゴム管か鋼管かの配管系設置状況の各々に応じて予め設定した漏洩音パターン情報とを音圧で比較し、漏洩音がいずれの配管系設置状況に対応した音であるかを判定する漏洩音判定手段と、
上記漏洩音情報とその漏洩音情報を得た集音位置の情報とを１組とし、その複数組の情報から漏洩音が最大となる位置を特定し、その位置を配管系の漏洩箇所とする漏洩箇所特定手段と、
を有することを特徴とするガス漏洩検知システム。
【請求項２】
上記各漏洩音パターン情報のうち、いずれの漏洩音パターン情報を用いるかを特定する切り替えスイッチ機能を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス漏洩検知システム。
【請求項３】
上記漏洩音確定手段による漏洩音情報の確定に応じて、ガス漏洩情報の表示を行う、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のガス漏洩検知システム。
【請求項４】
上記漏洩箇所特定手段における集音位置は、配管図既知の場合はその配管図から分かる配管系に沿って設定した位置であり、配管図がない場合は任意の範囲に設定した位置である、
ことを特徴とする請求項請求項１から３の何れか１項に記載のガス漏洩検知システム。
【請求項５】
上記地表で集音して得られた集音情報に代えて、配管に取り付けたＡＥセンサにより検出した集音情報を用いるようにした、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のガス漏洩検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配管系からのガス漏洩を検知し、その漏洩箇所の特定を行うガス漏洩検知システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配管からのガス漏洩を検知し、その漏洩箇所を特定するガス漏洩検知システムとして、例えば配管の２箇所に音検出センサを配置し、漏洩箇所から発する漏洩音がその２箇所の音検出センサで検出されるまでの時間差に基づいて漏洩箇所を特定するものや、臭いセンサで漏洩しているガスを検出するもの、あるいは、漏洩したガスにレーザ光を照射したときに見られるレーザ光の減衰を測定して検出するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のガス漏洩検知システムのうち、音検出センサを用いるものでは、配管が埋設されている場合はその埋設位置まで地面を掘り起こして音検出センサを取り付けなければならず、工事が必要となって大がかりな労力を要していた。
【０００４】
また、臭いセンサを用いて検出するものや、レーザを用いて検出するものについては、確かに地表で検出できるため簡便ではあるが、ＬＰガスのように空気より重いガスが埋設管から漏洩しても、そのガスは地表に現れにくいため、漏洩を検出できないという問題点を有していた。さらに、レーザ設備を用いるものについては、設備が大がかりとなり、システム構築に高コストを要していた。
【０００５】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、システムを簡単に低コストで構築でき、しかも埋設管からのＬＰガス漏洩をも地表で検出可能となるガス漏洩検知システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、配管系からのガス漏洩を検知するガス漏洩検知システムにおいて、地表で集音して得られた集音情報から抽出した所定周波数帯域の情報に所定の重み付け処理を行いノイズの除去を行うフィルタ処理手段と、上記フィルタ処理を施した集音情報と予めパターン化されている騒音情報とをパターンマッチングにより比較し集音情報から騒音情報を除去し漏洩音情報を確定する漏洩音確定手段と、上記漏洩音情報と、その漏洩音が露出配管か埋設配管か隠蔽配管か、さらにはそれらの配管がゴム管か鋼管かの配管系設置状況の各々に応じて予め設定した漏洩音パターン情報とを音圧で比較し、漏洩音がいずれの配管系設置状況に対応した音であるかを判定する漏洩音判定手段と、上記漏洩音情報とその漏洩音情報を得た集音位置の情報とを１組とし、その複数組の情報から漏洩音が最大となる位置を特定し、その位置を配管系の漏洩箇所とする漏洩箇所特定手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明のガス漏洩検知システムのブロック構成図である。図において、ガス漏洩検知システム１００は、フィルタ処理手段１と、漏洩音確定手段２と、漏洩箇所特定手段３とから成り、これらの各手段１，２，３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心として構築したコンピュータ内において、ＣＰＵがＲＯＭの所定のプログラムに従って実行することによるソフトウェアの機能として構成されている。
【０００９】
フィルタ処理手段１は、地表でマイク１１を用いて集音して得られた集音データ（集音情報）に所定の重み付け処理を行いノイズの除去を行う。
漏洩音確定手段２は、フィルタ処理によりノイズを除去した集音データと、予めパターン化されている騒音データ（騒音情報）とをパターンマッチングにより比較し、集音データから騒音データを除去することで漏洩音データ（漏洩音情報）を確定し、その確定を受けて「ガス漏洩有り」を画面２１に表示し報知する。そして、漏洩箇所特定手段３は、確定した漏洩音データとその漏洩音データに対応する集音位置データ（集音位置情報）とを１組とし、その複数組のデータ（情報）から漏洩音が最大となる位置を特定し、その位置を配管系の漏洩箇所として出力する。
【００１０】
次に、上記のフィルタ処理手段１について図２および図３を用いて説明する。
図２はフィルタ処理手段が実行する手順を示すフローチャートである。このフィルタ処理手段１では、その前段階として、例えばガス配管が埋設されている地表面に沿ったＡ位置、Ｂ位置、…、Ｍ位置にマイク１１を順次セットし、集音・録音していく。
【００１１】
そして、ステップＳ１では、マイク１１で集音し録音して得られた集音データを録音テープ１２から取り込み、次のステップＳ２に進む。なお、取り込んだ集音データには、Ａ位置、Ｂ位置、…、Ｍ位置の位置データを対応付けておく。
【００１２】
ステップＳ２では、取り込んだ集音データから、漏洩音が必ず含まれる周波数帯域である０〜６０ＫＨｚ帯のみを抽出し、その他の周波数帯域はノイズであるとして除去し、次のステップＳ３に進む。
【００１３】
ステップＳ３では、抽出して得られた集音データの周波数帯（０〜６０ＫＨｚ）をＮ等分し、その各々に、０，±０．３，±０．６，±１．０等のいずれかの係数を掛けて所定の重み付け処理を施し、０〜６０ＫＨｚ帯に混入しているノイズを除去する処理を行う（図３）。このノイズ処理は、ニューラルネットワークモデルを適用することで行う。
【００１４】
ステップＳ４では、Ｎ等分の各周波数帯のすべてに対して処理がなされたかどうかの判別を行い、Ｎ回の処理がなされていれば、周波数帯のすべてに対して処理がなされたとして次のステップＳ５に進み、Ｎ回の処理がなされていなければ、ステップＳ３とステップＳ４を繰り返し行う。
【００１５】
ステップＳ５では、取り込んだすべての集音データに対して上記の抽出処理および重み付け処理を行うことでノイズを除去し、次のステップＳ６に進む。
【００１６】
ステップＳ６では、ノイズを除去した集音データを、その位置データとともに所定のメモリ領域に記憶し、このフィルタ処理を完了する。
【００１７】
次に、上記の漏洩音確定手段２について図４を用いて説明する。
図４は漏洩音確定手段が実行する手順を示すフローチャートである。この漏洩音確定手段２では、先ずステップＳ１１において、所定のメモリ領域に記憶したノイズ除去後の集音データを読み取り、次のステップＳ１２に進む。
【００１８】
ステップＳ１２では、予めパターン化し記憶してある騒音データを読み取り、次のステップＳ１３に進む。
【００１９】
ステップＳ１３では、読み取った集音データと騒音データとをパターンマッチングの方法によって比較し、集音データから騒音データを除去する処理を行うことで漏洩音データを抽出し、次のステップＳ１４に進む。
【００２０】
ステップＳ１４では、上記の集音データから騒音データを除去して生成したデータを漏洩音データとして確定し、次のステップＳ１５に進む。なお、この漏洩音データの確定がなされると、画面２１に「ガス漏洩有り」の表示を行い報知する。
【００２１】
ステップＳ１５では、確定した漏洩音データと、予め記憶してある、地表に露出している配管から発する漏洩音である露出音のパターンデータとの比較を行うことで漏洩音が露出音に該当するか否かの判別を行い、漏洩音が露出音に該当していれば、次のステップＳ１８に進み、漏洩音が露出音に該当していなければ、ステップＳ１６に分岐する。
【００２２】
ステップＳ１６では、確定した漏洩音データと、予め記憶してある、地中に埋設している配管から発する漏洩音である埋設音のパターンデータとの比較を行うことで漏洩音が埋設音に該当するか否かの判別を行い、漏洩音が埋設音に該当していれば、次のステップＳ１８に進み、漏洩音が埋設音に該当していなければ、ステップＳ１７に分岐する。
【００２３】
ステップＳ１７では、確定した漏洩音データは、露出音でもなく、埋設音でもないため、建物等に隠蔽されている配管から発する漏洩音である隠蔽音に該当しているとして、次のステップＳ１８に進む。
なお、上記ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７の各々におけるパターンデータは、配管がゴム管の場合と鋼管の場合とでそれぞれ設定されており、各ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７では、その双方の場合のパターンデータとの比較を行うことで、より精度良く漏洩音の判定を行えるようになっている。
【００２４】
ステップＳ１８では、当該漏洩音が、上記のステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７でそれぞれ判定した音（露出音、埋設音、隠蔽音）であるとし、その位置データとともに記憶し、この漏洩音確定のフローチャートを完了する。
【００２５】
上記のステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７における漏洩音データとパターンデータとの比較は、音圧の比較であり、この比較の結果、上記のように、露出、埋設、隠蔽のうちいずれの配管設置状況に該当する音であるかを判定できるとともに、その配管設置状況と音圧データとから、漏洩箇所での穴径や漏洩量の推定も行うことができる。
【００２６】
また、上記の説明では、漏洩音データと、予め記憶してある漏洩音パターンデータとの比較を、すべての漏洩音パターンデータに対して順次行うようにしたが、配管系設置状況が予め分かっているときは、その配管系設置状況に対応する漏洩音パターンデータに対してのみ、パターン比較を行うように、切り替えスイッチ機能を持つ構成としてもよい。このように、切り替えスイッチ機能を持たせることで、漏洩音の確定をより速やかに行うことができる。
【００２７】
次に、上記の漏洩箇所特定手段３について図５を用いて説明する。
各集音位置（Ａ位置、Ｂ位置、…、Ｍ位置）での漏洩音が確定した段階で、漏洩箇所の特定は以下のようにして行う。
【００２８】
図５は漏洩箇所特定の説明図であり、図５（Ａ）は配管図がある場合、図５（Ｂ）は配管図がない場合の説明図である。
配管図がある場合、ガス漏洩が発生しているとされる地域では、その配管図に沿って集音位置（Ａ位置、Ｂ位置、…、Ｍ位置）を設定し、その集音位置の各々に対して漏洩音の確定がなされる。そして、その各集音位置（Ａ位置、Ｂ位置、…、Ｍ位置）で確定した漏洩音の最大値を順次プロットしていくと、例えば図５（Ａ）に示すように、漏洩箇所で最大をとるようになるので、その最大を取る位置Ｐを漏洩箇所として特定する。
【００２９】
あるいは、任意点を起点とし、測定しながら移動させ、そのときの最大値を漏洩箇所と特定できる。このときには、測定時の値が表示面に表示され測定者がその値を見て最大値と判断する。これにより、リアルタイムに漏洩箇所の特定を行うことができる。
【００３０】
一方、配管図がない場合、ガス漏洩が発生しているとされる地域では、漏洩箇所と思われる周辺地域に大体の見当を付けて集音位置（Ａ位置、Ｂ位置、…、Ｍ位置）を設定し、その集音位置の各々に対して漏洩音の確定がなされる。そして、その各集音位置（Ａ位置、Ｂ位置、…、Ｍ位置）で確定した漏洩音の最大値を、その周辺地域の地図上に順次プロットし、等高線を引くと、例えば図５（Ｂ）に示すように、漏洩箇所で最大値の島またはポイントを形成するので、その最大値の島領域Ｑまたはポイントを漏洩箇所として特定する。
【００３１】
漏洩箇所特定手段３は、このようにして決定した漏洩箇所ＰあるいはＱの位置情報を出力し、プリントアウトや画面表示を行う。
【００３２】
以上述べたように、この実施形態では、地表で集音した集音情報に所定のコンピュータ処理を行うだけで漏洩音の確定を行うようにしたので、簡単な構成でかつ低コストで漏洩の有無を確定することができる。
【００３３】
また、漏洩有りと確定した場合、その漏洩音がいずれの配管系設置状況にあるか、例えば露出配管か、埋設配管か、隠蔽配管か、さらには、それらがゴム管なのか、鋼管なのかも判定できるようにしたので、その後の配管取り替え作業等に対して、的確に対応することができる。
【００３４】
また、切り替えスイッチ機能を設けたので、配管系設置状況が予め分かっているときは、その配管系設置状況に対応する漏洩音パターン情報に切り換えてパターンの比較を行えばよいので、漏洩音の確定をより速やかに行うことができる。
【００３５】
さらに、漏洩音の確定に応じて、その表示を行うようにしたので、漏洩が発生していることを確実にオペレータに報知することができる。
【００３６】
また、地表でマイク等を用いて集音した集音情報を基にして、その集音情報をコンピュータ処理するだけで、ガスの漏洩箇所を特定できるようにしたので、ガス漏洩を検知しその位置を特定するまでのシステムを簡単に低コストで構築することができる。
【００３７】
またマイク等を用いて地表で集音するだけでよいので、大がかりな工事や設備配置も不要となる。
【００３８】
さらに、埋設管からＬＰガスが漏れると、そのＬＰガスは空気より重いため地表に現れず、臭いセンサやレーザを用いる従来方法では、その検知が困難であったが、本発明では漏洩音から漏洩箇所を特定するようにしたので、埋設管からのＬＰガス漏洩をも地表で確実に検出し、特定することができる。
【００３９】
上記の説明では、集音データを地表でマイク１１を用いて入手するようにしたが、集音データを他の手段を用いて、例えば配管に取り付けたＡＥセンサを用いて入手するように構成してもよい。このＡＥセンサを用いて検出し入手した集音データに対して、フィルタ処理、パターンマッチング等を行うことで、漏洩音の確定、いずれの配管設置状況に応じた漏洩音であるかの判定等を行うようにする。このようにすることで、上記のマイクを用いた場合と同様に、ガス漏洩検知のためのシステムを簡単に低コストで構築でき、大がかりな工事や設備配置も不要となる等の効果を奏するとともに、集音データには外部のノイズが入りにくくなり、ノイズ除去、騒音情報除去等をより速やかに行うことができる。
【００４０】
なお、ＡＥセンサによる集音データに基づいて漏洩箇所の特定を行う場合は、配管の任意の２箇所に取り付けたＡＥセンサによる測定波形の時間差から特定する方法や、配管の任意の１箇所に取り付けたＡＥセンサが検知した漏洩音と、配管の終端で外部的要因で発生させた音とを組み合わせることで特定する方法がある。
【００４１】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
請求項１に記載の発明では、地表で集音した集音情報に所定のコンピュータ処理を行うだけで漏洩音の確定を行うようにしたので、簡単な構成でかつ低コストで漏洩の有無を確定することができる。
【００４２】
また、この発明では、漏洩有りと確定した場合、その漏洩音がいずれの配管系設置状況にあるか、例えば露出配管か、埋設配管か、隠蔽配管か、さらには、それらがゴム管なのか、鋼管なのかも判定できるようにしたので、その後の配管取り替え作業等に対して、的確に対応することができる。
【００４３】
また、この発明では、切り替えスイッチ機能を設けたので、配管系設置状況が予め分かっているときは、その漏洩音パターン情報に切り換えてパターンの比較を行えばよいので、漏洩音の確定をより速やかに行うことができる。
【００４４】
さらに、この発明では、漏洩音の確定に応じて、その表示を行うようにしたので、漏洩が発生していることを確実にオペレータに報知することができる。
【００４５】
この発明では、地表でマイク等を用いて集音した集音情報を基にして、その集音情報をコンピュータ処理するだけで、ガスの漏洩箇所を特定できるようにしたので、ガス漏洩を検知しその位置を特定するまでのシステムを簡単に低コストで構築することができる。
【００４６】
またマイク等を用いて地表で集音するだけでよいので、大がかりな工事や設備配置も不要となる。
【００４７】
さらに、埋設管からＬＰガスが漏れると、そのＬＰガスは空気より重いため地表に現れず、臭いセンサやレーザを用いる従来方法では、その検知が困難であったが、本発明では漏洩音から漏洩箇所を特定するようにしたので、埋設管からのＬＰガス漏洩をも地表で確実に検出し、特定することができる。
【００４８】
また、この発明では、配管に取り付けたＡＥセンサにより検出した集音情報に、所定のコンピュータ処理を施して漏洩音の確定を行うようにしたので、集音情報には外部のノイズが入りにくくなり、ノイズ除去、騒音情報除去等をより速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のガス漏洩検知システムの構成を示すブロック図である。
【図２】フィルタ処理手段が実行する手順を示すフローチャートである。
【図３】重み付け処理の説明図である。
【図４】漏洩音確定手段が実行する手順を示すフローチャートである。
【図５】漏洩箇所特定の説明図であり、図５（Ａ）は配管図がある場合、図５（Ｂ）は配管図がない場合の説明図である。
【符号の説明】
１    フィルタ処理手段
２    漏洩音確定手段
３    漏洩箇所特定手段
１１    マイク
１２    録音テープ
２１    画面
１００    ガス漏洩検知システム
【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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