JPH0126015B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0126015B2 JPH0126015B2 JP55123647A JP12364780A JPH0126015B2 JP H0126015 B2 JPH0126015 B2 JP H0126015B2 JP 55123647 A JP55123647 A JP 55123647A JP 12364780 A JP12364780 A JP 12364780A JP H0126015 B2 JPH0126015 B2 JP H0126015B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- optical fiber
- coating layer
- resin coating
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/042—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid
- G01M3/045—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means
- G01M3/047—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means with photo-electrical detection means, e.g. using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液化ガス、特に可燃性液化ガスの保管
輸送システムにおいて、当該ガスの漏洩を早期か
つ確実に検知するようにした低温ガスセンサの改
良に関するものである。
輸送システムにおいて、当該ガスの漏洩を早期か
つ確実に検知するようにした低温ガスセンサの改
良に関するものである。
近年液化天然ガス（LNG）を燃料として用い
ることが盛んで、各所に貯蔵基地が設置され、輸
送船と貯蔵基地、貯蔵基地と気化工場の間は
LNGをパイプラインで輸送するようになつてい
る。しかして、LNGは爆発性のガスであるから、
貯蔵基地および輸送パイプラインは防災について
厳重な配慮が要求され、設備自体にガス漏洩防止
のための種々の対策が講じられている。しかし万
一の漏洩事故に備えるためには、漏洩の有無を常
に監視することが必要で高性能のガス漏洩検出装
置の設置が不可欠である。ところが貯蔵基地では
所定の観測点において、所定の被測定気体を吸入
サンプリングして検出する方法等が試みられてい
るが、輸送パイプラインについては輸送パイプラ
インが長距離にわたるため、これらの方式を採用
しても検出装置を多数必要とし、しかも保守に多
大の労力を要するほか、観測システム全体として
の信頼度も低いという問題をかかえていた。
ることが盛んで、各所に貯蔵基地が設置され、輸
送船と貯蔵基地、貯蔵基地と気化工場の間は
LNGをパイプラインで輸送するようになつてい
る。しかして、LNGは爆発性のガスであるから、
貯蔵基地および輸送パイプラインは防災について
厳重な配慮が要求され、設備自体にガス漏洩防止
のための種々の対策が講じられている。しかし万
一の漏洩事故に備えるためには、漏洩の有無を常
に監視することが必要で高性能のガス漏洩検出装
置の設置が不可欠である。ところが貯蔵基地では
所定の観測点において、所定の被測定気体を吸入
サンプリングして検出する方法等が試みられてい
るが、輸送パイプラインについては輸送パイプラ
インが長距離にわたるため、これらの方式を採用
しても検出装置を多数必要とし、しかも保守に多
大の労力を要するほか、観測システム全体として
の信頼度も低いという問題をかかえていた。
この発明は以上のような状況から、LNGのよ
うな可燃性液化ガスの漏洩を早期かつ確実に検出
できる経済的なガス漏洩検出のためのガスセンサ
の提供を目的とし、もつて可燃性液化ガスに対す
る防災監視の実効を高めようとするものである。
簡単にのべると、本発明は液化ガスが低温である
点に着目するとともに、光伝送路として用いられ
る光フアイバが微小変形（曲げ変形で通常マイク
ロベンデイングとよばれる）した場合伝送損失が
増加することを利用して、可燃性液化ガス輸送ラ
インに近接して、端部に発光源および検出器を備
えた光フアイバを配設し、かつ該光フアイバのフ
アイバ芯線と機械的に結合した状態でそれより大
きな熱膨張係数を有する低温収縮性のガス感応部
材を並設し、可燃性ガスの漏洩に伴う温度変化に
応じて該光フアイバにマイクロベンデイングを発
生させ、それによる光の反射または減衰を検知し
てガスの漏洩検出を行うことを特徴としたもので
ある。
うな可燃性液化ガスの漏洩を早期かつ確実に検出
できる経済的なガス漏洩検出のためのガスセンサ
の提供を目的とし、もつて可燃性液化ガスに対す
る防災監視の実効を高めようとするものである。
簡単にのべると、本発明は液化ガスが低温である
点に着目するとともに、光伝送路として用いられ
る光フアイバが微小変形（曲げ変形で通常マイク
ロベンデイングとよばれる）した場合伝送損失が
増加することを利用して、可燃性液化ガス輸送ラ
インに近接して、端部に発光源および検出器を備
えた光フアイバを配設し、かつ該光フアイバのフ
アイバ芯線と機械的に結合した状態でそれより大
きな熱膨張係数を有する低温収縮性のガス感応部
材を並設し、可燃性ガスの漏洩に伴う温度変化に
応じて該光フアイバにマイクロベンデイングを発
生させ、それによる光の反射または減衰を検知し
てガスの漏洩検出を行うことを特徴としたもので
ある。
以下本発明の好ましい実施例について図面を参
照してさらに詳細に説明する。
照してさらに詳細に説明する。
第１図はこの発明の低温ガスセンサを実装した
輸送パイプラインの１例概略斜視図を示す。
LNGは中央の輸送パイプ１をLmにわたつて輸送
され、断熱材２によつて被覆されている。該断熱
材２内に輸送パイプ１に近接してフアイバ芯線３
ａとガス感応部材としての樹脂被覆層３ｂよりな
る光フアイバを主体とした低温ガスセンサ３が埋
設されている。このような構造のパイプラインで
輸送パイプ１の例えばL1mの位置１ａに漏洩が起
こると漏洩箇所１ａに対応した光フアイバ３の周
囲の温度が低下して最終的には漏洩ガスの温度近
くまで低下する。光フアイバ３の温度が低下する
と、ガス感応部材としての被覆層３ｂの膨張係数
がフアイバ芯線３ａの膨張係数より大であるた
め、収縮量の差により光フアイバ３にマイクロベ
ンデイング箇所３ｃが発生する。従つて該光フア
イバ３の一端に光パルス発生源および検出器（フ
アルトロケータ）を設け、他の一端を開放して光
パルスＰを入力すると、正常な場合は該光パルス
Ｐは他の一端で反射して2Lmに相当した時間後
光パルスの反射波PLがフアルトロケータで検出
される。また漏洩がある場合は該光パルスＰはマ
イクロベンデイング箇所３ｃにて損失分が反射
し、2L1mに相当した時間後に反射波PL1がフアル
トロケータで検出され、またマイクロベンデイン
グ箇所３ｃを通過した光パルスは2Lmに相当し
た時間後に反射波PL2がフアルトロケータで検出
される。すなわち１光パルスに対して漏洩ある場
合は２光パルスがフアルトロケータに検出され、
L1mで反射した光パルスPL1の所要時間により漏
洩位置を検出することができる。このように本発
明では低温液体の漏洩位置を知るために光パルス
の反射光を検出する方式を採つており、このため
光検出器と光パルス発光源を同一端に配置するこ
とになる。第２図はLNG輸送パイプラインが正
常な場合(a)と漏洩がある場合(b)のフアルトロケー
タの検出光パルス波形を模式的に示したもので、
横軸は光パルス入力後の時間を示す時間軸であ
る。この場合光フアイバ３を輸送パイプ１の同心
円上に対称的に複数本埋設すれば漏洩がある場合
には長さ方向のみならず円周方向の位置も発見で
きて精度の向上をはかることができる。さらに光
フアイバ３のフアイバ芯線３ａをガス感応部材と
しての樹脂被覆層３ｂに対し偏心した位置に配設
したことにより、フアイバ芯線３ａと樹脂被覆層
３ｂの膨張係数の差による収縮量の差が顕著とな
りマイクロベンデイングが起こりやすくなり感度
向上に極めて有効である。
輸送パイプラインの１例概略斜視図を示す。
LNGは中央の輸送パイプ１をLmにわたつて輸送
され、断熱材２によつて被覆されている。該断熱
材２内に輸送パイプ１に近接してフアイバ芯線３
ａとガス感応部材としての樹脂被覆層３ｂよりな
る光フアイバを主体とした低温ガスセンサ３が埋
設されている。このような構造のパイプラインで
輸送パイプ１の例えばL1mの位置１ａに漏洩が起
こると漏洩箇所１ａに対応した光フアイバ３の周
囲の温度が低下して最終的には漏洩ガスの温度近
くまで低下する。光フアイバ３の温度が低下する
と、ガス感応部材としての被覆層３ｂの膨張係数
がフアイバ芯線３ａの膨張係数より大であるた
め、収縮量の差により光フアイバ３にマイクロベ
ンデイング箇所３ｃが発生する。従つて該光フア
イバ３の一端に光パルス発生源および検出器（フ
アルトロケータ）を設け、他の一端を開放して光
パルスＰを入力すると、正常な場合は該光パルス
Ｐは他の一端で反射して2Lmに相当した時間後
光パルスの反射波PLがフアルトロケータで検出
される。また漏洩がある場合は該光パルスＰはマ
イクロベンデイング箇所３ｃにて損失分が反射
し、2L1mに相当した時間後に反射波PL1がフアル
トロケータで検出され、またマイクロベンデイン
グ箇所３ｃを通過した光パルスは2Lmに相当し
た時間後に反射波PL2がフアルトロケータで検出
される。すなわち１光パルスに対して漏洩ある場
合は２光パルスがフアルトロケータに検出され、
L1mで反射した光パルスPL1の所要時間により漏
洩位置を検出することができる。このように本発
明では低温液体の漏洩位置を知るために光パルス
の反射光を検出する方式を採つており、このため
光検出器と光パルス発光源を同一端に配置するこ
とになる。第２図はLNG輸送パイプラインが正
常な場合(a)と漏洩がある場合(b)のフアルトロケー
タの検出光パルス波形を模式的に示したもので、
横軸は光パルス入力後の時間を示す時間軸であ
る。この場合光フアイバ３を輸送パイプ１の同心
円上に対称的に複数本埋設すれば漏洩がある場合
には長さ方向のみならず円周方向の位置も発見で
きて精度の向上をはかることができる。さらに光
フアイバ３のフアイバ芯線３ａをガス感応部材と
しての樹脂被覆層３ｂに対し偏心した位置に配設
したことにより、フアイバ芯線３ａと樹脂被覆層
３ｂの膨張係数の差による収縮量の差が顕著とな
りマイクロベンデイングが起こりやすくなり感度
向上に極めて有効である。
実験的には１Kmの光フアイバにて、その中間部
約１ｍを液体窒素に浸漬してマイクロベンデイン
グを発生させたとき、約10デシベル（dB）損失
が増加し、また樹脂被覆層３ｂの直径上にフアイ
バ芯線３ａの被覆量を１：２に分割するようフア
イバ芯線３ａの中心をおいて偏心させた光フアイ
バ３では前述の場合15〜18デシベル（dB）の損
失がみられている。しかしながら、実際のガス漏
洩時は前記実験の場合のごとき極端な温度変化を
起こさず、相当緩慢な温度変化が起こると予想さ
れるため、光フアイバ３の構造はマイクロベンデ
イングを起こし易いよう形成することが必要であ
る。またフアルトロケータの検出感度は0.5デシ
ベル（dB）の損失増があればよく、かつ検出精
度は１Km当り１ｍ位の誤差で検出できるのでガス
漏洩により充分に漏洩位置を検出することができ
る。また第３図に示すように前記した光フアイバ
３に平行して補助感応部材としての金属線４をは
り、適当な間隔でサポート線５を梯子状に結べば
光フアイバ３のフアイバ芯線３ａと樹脂被覆層３
ｂの収縮差に高膨張係数をもつ金属線４の収縮が
加味されて、マイクロベンデイングはさらに顕著
に発生する。さらに光フアイバ芯線の周囲に金属
を蒸着して被覆するようにしてもよい。
約１ｍを液体窒素に浸漬してマイクロベンデイン
グを発生させたとき、約10デシベル（dB）損失
が増加し、また樹脂被覆層３ｂの直径上にフアイ
バ芯線３ａの被覆量を１：２に分割するようフア
イバ芯線３ａの中心をおいて偏心させた光フアイ
バ３では前述の場合15〜18デシベル（dB）の損
失がみられている。しかしながら、実際のガス漏
洩時は前記実験の場合のごとき極端な温度変化を
起こさず、相当緩慢な温度変化が起こると予想さ
れるため、光フアイバ３の構造はマイクロベンデ
イングを起こし易いよう形成することが必要であ
る。またフアルトロケータの検出感度は0.5デシ
ベル（dB）の損失増があればよく、かつ検出精
度は１Km当り１ｍ位の誤差で検出できるのでガス
漏洩により充分に漏洩位置を検出することができ
る。また第３図に示すように前記した光フアイバ
３に平行して補助感応部材としての金属線４をは
り、適当な間隔でサポート線５を梯子状に結べば
光フアイバ３のフアイバ芯線３ａと樹脂被覆層３
ｂの収縮差に高膨張係数をもつ金属線４の収縮が
加味されて、マイクロベンデイングはさらに顕著
に発生する。さらに光フアイバ芯線の周囲に金属
を蒸着して被覆するようにしてもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明の低温
ガスセンサは、要するに光フアイバよりなる光学
的検出ラインと機械的に結合した状態でそれより
も膨張係数の大きい低温収縮性のガス感応部材を
並設した構成を特徴とするもので、LNG輸送パ
イプラインに近接してこの低温ガスセンサを配設
することにより、ガス漏洩が早期かつ確実に検出
され災害を未然に防止することができる。また低
温ガスセンサは正常時は光フアイバとして情報伝
送に用い、輸送システム制御を行えばさらに有効
な保守が可能となる。
ガスセンサは、要するに光フアイバよりなる光学
的検出ラインと機械的に結合した状態でそれより
も膨張係数の大きい低温収縮性のガス感応部材を
並設した構成を特徴とするもので、LNG輸送パ
イプラインに近接してこの低温ガスセンサを配設
することにより、ガス漏洩が早期かつ確実に検出
され災害を未然に防止することができる。また低
温ガスセンサは正常時は光フアイバとして情報伝
送に用い、輸送システム制御を行えばさらに有効
な保守が可能となる。
第１図は本発明によるLNG輸送パイプライン
の１例概略斜視図を示し、第２図はLNG輸送パ
イプラインが正常な場合(a)と漏洩ある場合(b)の検
出器の検出光パルスの波形を模式的に示すもの
で、第３図は別の実施例の低温ガスセンサの概略
斜視図を示す。 １：輸送パイプ、１ａ：ガス漏洩箇所、２：断
熱材、３：光フアイバ（低温ガスセンサ）、３
ａ：フアイバ芯線、３ｂ：被覆層、３ｃ：マイク
ロベンデイング箇所、４：金属線、５：サポート
線。
の１例概略斜視図を示し、第２図はLNG輸送パ
イプラインが正常な場合(a)と漏洩ある場合(b)の検
出器の検出光パルスの波形を模式的に示すもの
で、第３図は別の実施例の低温ガスセンサの概略
斜視図を示す。 １：輸送パイプ、１ａ：ガス漏洩箇所、２：断
熱材、３：光フアイバ（低温ガスセンサ）、３
ａ：フアイバ芯線、３ｂ：被覆層、３ｃ：マイク
ロベンデイング箇所、４：金属線、５：サポート
線。
Claims (1)
- １ 液化ガス存在領域の該液化ガス収納隔壁に近
接して、低温収縮性の樹脂被覆層で当該樹脂被覆
層とは膨張係数の異なるフアイバ芯線を偏心位置
に被覆してなる光フアイバを断熱材層中に埋設し
た形で配設するとともに、該光フアイバの一端部
に発光源と光検出器を結合し、該発光源から導入
した光パルスが前記収納隔壁からのガスの漏洩に
伴う温度低下に応じて発生する前記樹脂被覆層の
収縮による光フアイバの局部的微小変形個所で反
射することによる光を前記光検出器で検出するこ
とによりガス漏洩の位置を認識するようにしたこ
とを特徴とする低温ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12364780A JPS5746138A (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Low-temperature gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12364780A JPS5746138A (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Low-temperature gas sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5746138A JPS5746138A (en) | 1982-03-16 |
| JPH0126015B2 true JPH0126015B2 (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=14865766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12364780A Granted JPS5746138A (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Low-temperature gas sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5746138A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2089223C (en) * | 1992-02-13 | 1999-06-01 | Kazuo Amano | Temperature abnormality detecting structure for fluid pipe |
| JP2018036222A (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 漏洩検知システム、漏洩検知方法及び超電導ケーブル |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56157833A (en) * | 1980-05-08 | 1981-12-05 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Detecting method of leakage of low-temperature fluid |
-
1980
- 1980-09-05 JP JP12364780A patent/JPS5746138A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5746138A (en) | 1982-03-16 |
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