JPH0223818B2 - - Google Patents
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- JPH0223818B2 JPH0223818B2 JP60122249A JP12224985A JPH0223818B2 JP H0223818 B2 JPH0223818 B2 JP H0223818B2 JP 60122249 A JP60122249 A JP 60122249A JP 12224985 A JP12224985 A JP 12224985A JP H0223818 B2 JPH0223818 B2 JP H0223818B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- liquid
- light
- liquid leakage
- tip
- 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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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、内部を液体が流通する管路壁等の外
側近傍に光フアイバの先端面を位置させ、該光フ
アイバに光ビームを通し先端面からの反射光量を
測定することによつて液体漏洩の有無を検出する
液体漏洩検出方法に関する。
側近傍に光フアイバの先端面を位置させ、該光フ
アイバに光ビームを通し先端面からの反射光量を
測定することによつて液体漏洩の有無を検出する
液体漏洩検出方法に関する。
[従来の技術]
原子力プラントや火力発電プラント等では高温
高圧の液体を使用しているから、万一内部の液体
が漏洩した時には直ちにそれに対する適切な対策
を講じなければ重大な事故が生じる虞れがある。
そのためには、まず第1に液体漏洩の発生を迅速
に検出することが肝要である。
高圧の液体を使用しているから、万一内部の液体
が漏洩した時には直ちにそれに対する適切な対策
を講じなければ重大な事故が生じる虞れがある。
そのためには、まず第1に液体漏洩の発生を迅速
に検出することが肝要である。
現在、原子力プラントで用いられている方法
は、原子炉格納容器内の圧力バウンダリーから液
体の漏洩が生じた場合に、空気中の放射能が変化
したり格納容器内の圧力や温度が変化することを
利用し、それらの値を常時監視することによつて
漏洩発生を検出する方法が採られている。
は、原子炉格納容器内の圧力バウンダリーから液
体の漏洩が生じた場合に、空気中の放射能が変化
したり格納容器内の圧力や温度が変化することを
利用し、それらの値を常時監視することによつて
漏洩発生を検出する方法が採られている。
液体漏洩を検出する一般的な方法としては、感
湿阻止を液体収容容器や管路の外壁面近傍に取り
付けて、湿度変化を電気信号に変換し、それによ
つて漏洩発生を表示させる構成もある。
湿阻止を液体収容容器や管路の外壁面近傍に取り
付けて、湿度変化を電気信号に変換し、それによ
つて漏洩発生を表示させる構成もある。
[発明が解決しようとする問題点]
しかし空気中の放射能の変化や格納容器内の圧
力や温度等の変化から漏洩を検出する方法では、
僅かな漏洩発生を早期発見することが困難である
し、例え漏洩の有無は検出できるものの漏洩個所
の特定は不可能である。
力や温度等の変化から漏洩を検出する方法では、
僅かな漏洩発生を早期発見することが困難である
し、例え漏洩の有無は検出できるものの漏洩個所
の特定は不可能である。
また感湿素子など通常の液体漏洩検出器を用い
れば局所的な漏洩検出が可能であるものの、150
℃以上の高温雰囲気で使用できるものは未だ開発
されていないから適用個所に制限がある。更に感
湿素子によつて液体漏洩を電気信号に変換し、そ
の電気信号をケーブルを介して外部に伝送し警報
を表示する構成だから、電磁誘導障害や短絡、ス
パーク等の電気的トラブルに対する対策も必要と
なる。
れば局所的な漏洩検出が可能であるものの、150
℃以上の高温雰囲気で使用できるものは未だ開発
されていないから適用個所に制限がある。更に感
湿素子によつて液体漏洩を電気信号に変換し、そ
の電気信号をケーブルを介して外部に伝送し警報
を表示する構成だから、電磁誘導障害や短絡、ス
パーク等の電気的トラブルに対する対策も必要と
なる。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、耐熱性、耐水性、耐腐食性に富み、電
磁誘導障害等の電気的トラブルが生じず、局所的
な漏洩の有無を検出できるような信頼性の高い液
体漏洩検出方法を提供することにある。
を解消し、耐熱性、耐水性、耐腐食性に富み、電
磁誘導障害等の電気的トラブルが生じず、局所的
な漏洩の有無を検出できるような信頼性の高い液
体漏洩検出方法を提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
上記のような目的を達成することのできる本発
明は、内部に液体が存在する機器壁や管路壁の外
側にカバー部材を取り付け、それらによつて形成
される空隙内に光フアイバ先端面を臨ませ、光フ
アイバ基端側から供給した光ビームの光フアイバ
先端面からの反射光量の大小により液体漏洩の有
無を検出するようにした局所的な液体漏洩検出方
法である。
明は、内部に液体が存在する機器壁や管路壁の外
側にカバー部材を取り付け、それらによつて形成
される空隙内に光フアイバ先端面を臨ませ、光フ
アイバ基端側から供給した光ビームの光フアイバ
先端面からの反射光量の大小により液体漏洩の有
無を検出するようにした局所的な液体漏洩検出方
法である。
通常、高温の機器壁や管路壁の周囲は保温材で
覆われるから、この保温材がカバー部材を兼ね、
光フアイバは該保温材を貫通するように設けられ
る。光フアイバは軽く曲げ易いからそのまま保温
材外面に沿つて外部に引き出せる。機器や管路の
内部に存在する液体が高温・高圧である場合に
は、光フアイバ先端面の挿入位置は特に制限され
ず、前記空隙内であればどの位置に挿入してもよ
い。しかし、液体が低温の場合には漏洩流下する
液体を捕捉できるようにカバー部材の底部に設け
るのがよい。
覆われるから、この保温材がカバー部材を兼ね、
光フアイバは該保温材を貫通するように設けられ
る。光フアイバは軽く曲げ易いからそのまま保温
材外面に沿つて外部に引き出せる。機器や管路の
内部に存在する液体が高温・高圧である場合に
は、光フアイバ先端面の挿入位置は特に制限され
ず、前記空隙内であればどの位置に挿入してもよ
い。しかし、液体が低温の場合には漏洩流下する
液体を捕捉できるようにカバー部材の底部に設け
るのがよい。
[作用]
光フアイバ基端側から光ビームを供給すると、
光フアイバ先端面が面している媒質の屈折率の差
によつて該先端面からの反射光量は変化する。媒
質が気相の場合には、媒質が液相である場合より
も反射光量が多くなる。従つて反射光量を光電変
換器等で電気信号に変え、それを電気信号処理部
で測定することによつて光フアイバの先端面が気
相に面しているか液相に面しているかを判断する
ことができ、これによつて液体の漏洩の有無を検
出できる。
光フアイバ先端面が面している媒質の屈折率の差
によつて該先端面からの反射光量は変化する。媒
質が気相の場合には、媒質が液相である場合より
も反射光量が多くなる。従つて反射光量を光電変
換器等で電気信号に変え、それを電気信号処理部
で測定することによつて光フアイバの先端面が気
相に面しているか液相に面しているかを判断する
ことができ、これによつて液体の漏洩の有無を検
出できる。
[実施例]
第1図は本発明に係る液体漏洩検出方法を実施
するのに好適なシステムの一例を示す説明図であ
る。ここで液体漏洩の検出対象物は溶接部10に
よつて連結された管12である。この管12は、
例えば原子力プラントや火力発電プラント等の配
管であり、内部を高温・高圧水が流通する。管1
2の外周はスペーサ14を介して保温材16で取
り囲まれる。それ故、管12と保温材16との間
には空隙18が存在する。
するのに好適なシステムの一例を示す説明図であ
る。ここで液体漏洩の検出対象物は溶接部10に
よつて連結された管12である。この管12は、
例えば原子力プラントや火力発電プラント等の配
管であり、内部を高温・高圧水が流通する。管1
2の外周はスペーサ14を介して保温材16で取
り囲まれる。それ故、管12と保温材16との間
には空隙18が存在する。
本発明においては光フアイバ20は、その先端
面20aが丁度前記空隙18に臨むように保温材
16を貫通して取り付けられる。光フアイバ20
としては、位相のずれが少なく光束が広がらない
グレーデツド型のものを用いる。液体漏洩検出シ
ステムは、このような光フアイバ20と、その基
端面20bから光ビームを送り込むレーザ26、
偏光ビームスプリツタ28、レンズ30等からな
る光学系と、前記偏光ビームスプリツタ28から
の光を電気信号に変換する光電変換器32および
変換された電気信号を処理する信号処理部34か
ら構成される。信号処理部34は、フイルタ3
6、実効電圧計38、記録装置40等を備えてい
る。
面20aが丁度前記空隙18に臨むように保温材
16を貫通して取り付けられる。光フアイバ20
としては、位相のずれが少なく光束が広がらない
グレーデツド型のものを用いる。液体漏洩検出シ
ステムは、このような光フアイバ20と、その基
端面20bから光ビームを送り込むレーザ26、
偏光ビームスプリツタ28、レンズ30等からな
る光学系と、前記偏光ビームスプリツタ28から
の光を電気信号に変換する光電変換器32および
変換された電気信号を処理する信号処理部34か
ら構成される。信号処理部34は、フイルタ3
6、実効電圧計38、記録装置40等を備えてい
る。
偏光ビームスプリツタ28にP偏光(入射光面
28aに垂直)のビームが入射すると、その殆ど
全てが該偏光ビームスプリツタ28を透過する。
そのビームはレンズ30で集光され、光フアイバ
20の基端面20b側から該光フアイバ20内に
送り込まれる。光フアイバ20の先端面20aか
らは大部分の光が透過するが、一部の光は反射す
る。反射光のうちS偏光(入射光面28aに平
行)の成分のみが偏光ビームスプリツタ28の内
部で反射されて光電変換器32に入力する。不要
な反射光、即ち光フアイバ20の基端面20bか
らの反射光は入射光と同じ偏光であるから偏光ビ
ームスプリツタ28をそのまま透過してレーザ2
6側に戻り、光電変換器32方向には行かないた
め、光フアイバ20の先端面20aからの反射光
のみを検出することができる。
28aに垂直)のビームが入射すると、その殆ど
全てが該偏光ビームスプリツタ28を透過する。
そのビームはレンズ30で集光され、光フアイバ
20の基端面20b側から該光フアイバ20内に
送り込まれる。光フアイバ20の先端面20aか
らは大部分の光が透過するが、一部の光は反射す
る。反射光のうちS偏光(入射光面28aに平
行)の成分のみが偏光ビームスプリツタ28の内
部で反射されて光電変換器32に入力する。不要
な反射光、即ち光フアイバ20の基端面20bか
らの反射光は入射光と同じ偏光であるから偏光ビ
ームスプリツタ28をそのまま透過してレーザ2
6側に戻り、光電変換器32方向には行かないた
め、光フアイバ20の先端面20aからの反射光
のみを検出することができる。
光フアイバ20の先端面20aでの反射光は光
電変換器32に達し、そこで電気信号に変換され
る。その信号はフイルタ36によつて不要な周波
数成分(雑音)が除去され、実効電圧計38に入
力する。この実効電圧計38により前記反射光の
エネルギーが測定され、それが記録装置40によ
つて記録される。
電変換器32に達し、そこで電気信号に変換され
る。その信号はフイルタ36によつて不要な周波
数成分(雑音)が除去され、実効電圧計38に入
力する。この実効電圧計38により前記反射光の
エネルギーが測定され、それが記録装置40によ
つて記録される。
さて本発明における液体漏洩検出の原理を第2
図により更に詳しく説明する。同図Aは光フアイ
バ20の先端面20aが面している媒質が液相4
2の場合であり、同図Bは周囲の媒質が気相44
の場合である。ここで光フアイバ20、液相4
2、気相44の屈折率をそれぞれnc、nl、ngと
し、入射光のパワーをP、先端面20aが液相に
面している場合の反射光のパワーをPl、気相44
に面している場合の反射光のパワーをPgとする
と、次式が成り立つ。
図により更に詳しく説明する。同図Aは光フアイ
バ20の先端面20aが面している媒質が液相4
2の場合であり、同図Bは周囲の媒質が気相44
の場合である。ここで光フアイバ20、液相4
2、気相44の屈折率をそれぞれnc、nl、ngと
し、入射光のパワーをP、先端面20aが液相に
面している場合の反射光のパワーをPl、気相44
に面している場合の反射光のパワーをPgとする
と、次式が成り立つ。
Pl=(nc−nl/nc+nl)2・P …(1)
Pg=(nc−ng/nc+ng)2・P …(2)
例えば光フアイバの先端面20aが水に接して
いる場合と空気に接している場合の反射光のエネ
ルギーを前記(1)並びに(2)式から求めると、nc=
1.5、nl=1.3、ng=1であるから、 Pl=5×10-3P Pg=4×10-2P となる。つまり光フアイバ先端面20aに水が接
している場合には入射光の0.5%が反射するに過
ぎないのに対して、空気が接触している場合には
4%が反射する。それ故、これらの反射光量を光
電変換器32で電気信号に変換して実効電圧計3
8でそのエネルギーを求めることにより光フアイ
バ先端面20aが水に接しているか、接していな
いかを判断することができ、それによつて管12
からの液体の漏洩の有無を検出することができ
る。
いる場合と空気に接している場合の反射光のエネ
ルギーを前記(1)並びに(2)式から求めると、nc=
1.5、nl=1.3、ng=1であるから、 Pl=5×10-3P Pg=4×10-2P となる。つまり光フアイバ先端面20aに水が接
している場合には入射光の0.5%が反射するに過
ぎないのに対して、空気が接触している場合には
4%が反射する。それ故、これらの反射光量を光
電変換器32で電気信号に変換して実効電圧計3
8でそのエネルギーを求めることにより光フアイ
バ先端面20aが水に接しているか、接していな
いかを判断することができ、それによつて管12
からの液体の漏洩の有無を検出することができ
る。
管12内を流れる液体が高温・高圧水の場合に
は、僅かな漏洩でも前記空隙18内に蒸気が充満
し光フアイバ先端面20aにそれが付着するか
ら、完全な液相として溜まらなくても漏洩の発生
を迅速に検出することが可能である。
は、僅かな漏洩でも前記空隙18内に蒸気が充満
し光フアイバ先端面20aにそれが付着するか
ら、完全な液相として溜まらなくても漏洩の発生
を迅速に検出することが可能である。
本発明を実施する上では、光フアイバ先端面を
所定の位置に正確かつ強固に固定することが大切
である。そのためには例えば第3図に示すような
装着具を用いればよい。この第3図に示す装着具
は特に配管等に取り付けるのに好適なように工夫
されている。両側にバンド50,52を取り付け
たベース部材54に光フアイバ22を挿通して所
定長さで固定する。この時ベース部材54からの
光フアイバ20の突出長さLは、配管外面を取り
囲んでいる保温材の厚さにほぼ一致するようにす
る。バンド50,52の両端にはそれぞれワンタ
ツチで固定できるような接続金具56,58が取
り付けられ、それによつて管の所定位置に保温材
の外側から容易に装着することができる。
所定の位置に正確かつ強固に固定することが大切
である。そのためには例えば第3図に示すような
装着具を用いればよい。この第3図に示す装着具
は特に配管等に取り付けるのに好適なように工夫
されている。両側にバンド50,52を取り付け
たベース部材54に光フアイバ22を挿通して所
定長さで固定する。この時ベース部材54からの
光フアイバ20の突出長さLは、配管外面を取り
囲んでいる保温材の厚さにほぼ一致するようにす
る。バンド50,52の両端にはそれぞれワンタ
ツチで固定できるような接続金具56,58が取
り付けられ、それによつて管の所定位置に保温材
の外側から容易に装着することができる。
上記実施例は管壁からの液体の漏洩を検出する
ものであるが、本発明な原子炉容器や熱交換器あ
るいはポンプ等の機器壁の外側にも取り付けるこ
とができ、それによつて局所的な液体漏洩の有無
を検出することができる。
ものであるが、本発明な原子炉容器や熱交換器あ
るいはポンプ等の機器壁の外側にも取り付けるこ
とができ、それによつて局所的な液体漏洩の有無
を検出することができる。
[発明の効果]
本発明は上記のように機器や管路の外壁面近傍
に光フアイバの先端面が位置するようにし、該先
端面からの反射光を検出して、その光量変化によ
り液体漏洩の有無を検出するように構成したか
ら、150℃以上の高温雰囲気でも充分使用でき、
局所的な漏洩の有無を検出することができるとい
う優れた効果がある。
に光フアイバの先端面が位置するようにし、該先
端面からの反射光を検出して、その光量変化によ
り液体漏洩の有無を検出するように構成したか
ら、150℃以上の高温雰囲気でも充分使用でき、
局所的な漏洩の有無を検出することができるとい
う優れた効果がある。
また本発明は光フアイバを用いているから、電
磁誘導障害や短絡、スパーク等の電気的トラブル
が生じる虞れはなく、軽く曲げ易く、耐水性、耐
腐食性に富むため信号伝送路の布設の能率を向上
させることができるとともに、保守性が良好で信
頼性が高く、それらの結果、特に原子力プラント
等に適用した場合には作業者の放射線被曝を低減
できる等の効果を有する。
磁誘導障害や短絡、スパーク等の電気的トラブル
が生じる虞れはなく、軽く曲げ易く、耐水性、耐
腐食性に富むため信号伝送路の布設の能率を向上
させることができるとともに、保守性が良好で信
頼性が高く、それらの結果、特に原子力プラント
等に適用した場合には作業者の放射線被曝を低減
できる等の効果を有する。
第1図は本発明を実施するに好適な液体漏洩検
出システムの一例を示す説明図、第2図A,Bは
本発明の動作原理を示す説明図、第3図は光フア
イバを管に取り付けるに好適な装着具の一例を示
す説明図である。 10……溶接部、12……管、16……保温
材、18……空隙、20……光フアイバ、26…
…レーザ、28……偏光ビームスプリツタ、30
……レンズ、32……光電変換器、34……信号
処理部。
出システムの一例を示す説明図、第2図A,Bは
本発明の動作原理を示す説明図、第3図は光フア
イバを管に取り付けるに好適な装着具の一例を示
す説明図である。 10……溶接部、12……管、16……保温
材、18……空隙、20……光フアイバ、26…
…レーザ、28……偏光ビームスプリツタ、30
……レンズ、32……光電変換器、34……信号
処理部。
Claims (1)
- 1 内部に液体が存在する機器壁や管路壁の外側
にカバー部材を取り付け、それらによつて形成さ
れる空隙内に光フアイバ先端面を臨ませ、光フア
イバ基端側から供給した光ビームの光フアイバ先
端面からの反射光量の大小によつて液体漏洩の有
無を検出することを特徴とする液体漏洩検出方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122249A JPS61280541A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 液体漏洩検出方法 |
| US06/869,903 US4749855A (en) | 1985-06-05 | 1986-06-03 | Method of detecting liquid leakage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122249A JPS61280541A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 液体漏洩検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61280541A JPS61280541A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH0223818B2 true JPH0223818B2 (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=14831283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60122249A Granted JPS61280541A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 液体漏洩検出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4749855A (ja) |
| JP (1) | JPS61280541A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5058420A (en) * | 1990-04-20 | 1991-10-22 | Hughes Aircraft Company | Fiber optic liquid leak detector |
| DE4028883A1 (de) * | 1990-09-12 | 1992-03-19 | Rheinhuette Gmbh & Co | Verfahren und einrichtung zur anzeige eines ungewoehnlichen betriebszustandes einer maschine oder betriebseinrichtung, insbesondere leckanzeige bzw. leckmelder |
| FR2697939B1 (fr) * | 1992-11-06 | 1995-02-24 | Electricite De France | Procédé et dispositif de détection de fuites de traversées de couvercle de cuve de réacteur nucléaire en fonctionnement. |
| US5714681A (en) * | 1996-05-14 | 1998-02-03 | Furness; Robert L. | Double carcass hose failure detection system |
| FR2757271B1 (fr) * | 1996-12-13 | 1999-01-15 | Benichou Robert | Appareil de controle du niveau d'un fluide dans un reservoir |
| US20040177891A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-16 | Spaolonzi Mauricio Pinto | Leak detection system and method for offshore hose lines |
| JP2007526481A (ja) * | 2004-03-03 | 2007-09-13 | ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド | 自己発熱サーミスタ制御回路を備えるリークディテクタ |
| JP4640642B2 (ja) * | 2005-10-12 | 2011-03-02 | ニプロ株式会社 | 抜針検知装置 |
| US7453367B2 (en) * | 2005-12-12 | 2008-11-18 | Veyance Technologies, Inc. | Leak detection system and method for offshore hose lines |
| US7387012B2 (en) * | 2006-07-14 | 2008-06-17 | Veyance Technologies, Inc. | Leak detection sensor system and method for double carcass hose |
| US7509841B2 (en) * | 2006-07-14 | 2009-03-31 | Veyance Technologies, Inc. | Flexible leak detection system and method for double carcass hose |
| BRPI0907534A8 (pt) * | 2008-02-25 | 2016-01-19 | Nkt Flexibles I/S | Sistema de tubo, e, método para determinar um componente fluido em uma cavidade do fluido anular de um tubo |
| US9291521B2 (en) | 2010-12-30 | 2016-03-22 | Eaton Corporation | Leak detection system |
| US8528385B2 (en) | 2010-12-30 | 2013-09-10 | Eaton Corporation | Leak detection system |
| CN112325677A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-05 | 常德天盛电化有限公司 | 一种多股流换热器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3448616A (en) * | 1967-06-29 | 1969-06-10 | Sinclair Research Inc | Liquid level detector |
| US4270049A (en) * | 1978-06-12 | 1981-05-26 | Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha | Liquid leakage detection system |
| ATE3371T1 (de) * | 1980-04-23 | 1983-06-15 | Contraves Ag | Sensorkanuele. |
-
1985
- 1985-06-05 JP JP60122249A patent/JPS61280541A/ja active Granted
-
1986
- 1986-06-03 US US06/869,903 patent/US4749855A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61280541A (ja) | 1986-12-11 |
| US4749855A (en) | 1988-06-07 |
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