JPH0230455B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の対象物は、損傷したパイプを包囲する
大地を聴測することにより、且つまた最大騒音の
ための表示を操作する増幅器の入口に配置された
マイクロホンにより流出騒音を捕捉することによ
り、パイプ損傷位置測定をするための方法であ
る。

「聴診原理」に従つて作動する電子式パイプ損
傷探知装置は、数年来良好な成果をあげて実際面
で使用されているが、それにもかかわらず、装置
内で最大の増幅（因子１：１百万）があつてもパ
イプ破損を発見することが出来ないといつた場合
が益々生じている。それ故、益々堀り間違いを我
慢せざるを得ない。なぜなら或る位置での測定具
の表示は、明らかに推定上の破損の存在を推論さ
せるからである。この現象の原因は、パイプ破損
の物理学に存する。この場合、媒体たる水は圧力
下ではパイプから周囲の大地に向つて流れること
は明らかである。

さて、この噴射水の流出箇所には、球状に拡大
する固形物体音が生ずる。この物体音は一方では
直接地表面に達し、他方では大地を介して配管を
振動させる。衝撃圧、パイプの共振特性及び大地
の物体音減衰に応じて、地表で様々の振動数が
様々の強度を伴なつて発生する。更に、れんが基
礎、管路抗道などの付近では、本来の漏洩騒音に
重つた反射が生ずるはずである。

鋼管、鋳鉄管及び合成樹脂パイプの音響伝導性
は本質的に異なる。塩化ビニールであれ、ポリエ
チレンであれ、或いはAZ樹脂であれ、合成樹脂
製パイプの場合は、音響伝導性は極めてわずかで
ある。従つて、測定の際には無視することが出来
る。この状況は、底部マイクロホンによる聴測法
の場合には個々の測定点の距離はそれぞれ異つた
扱いをしなければならない、ということにつなが
る。

第１図によれば、鋼管の場合には個々の測定点
の距離は約３メートルで十分である。鋳鉄管の場
合は1.5ｍで、合成樹脂パイプの場合は0.75ｍで
ある。配管を聴測する場合に個々の測定点間の距
離を余りにも大きく選定すると、漏洩箇所を見過
してしまう危険が生ずる。とりわけ物体音の点的
拡大ゾーンを有する非金属性パイプの場合には、
この困難を考慮に入れておく必要がある。

さて、もし配管を介して騒音が聴取されるとき
は、これは必らずしも期待された漏洩騒音である
必要はない。物体音振動は大地中では多様な形で
存在しており、そのまま漏洩箇所と取違えること
もあり得る。殴打音、ハンマー音、機械音等の瞬
間的出来事は障害として聴覚はもとより、計器か
らも探知され、且つ何ら特別の困難も意味しな
い。連続的な騒音として生ずる継続振動について
は別である。この障害的振動は、変圧器、モータ
ー、コンプレツサー、軸受等が原因で生ずること
がある。建屋の基礎に固く結合された技術的装置
及び機械は、大地を通じてたいてい極めて良好に
伝導される多数の物体音振動を生ずる。しかし、
これらの障害は、たいていは、漏洩箇所から生ず
るものとは完全に別の振動数を示す。もし、測定
技術者が自己の聴覚で個々の振動数を区別するこ
とが出来れば、それはあらゆる範囲の振動数から
本来の漏洩振動数を聞き出せることが出来ること
である。この場合、増幅器の音響強度表示は余り
助けにならない。なぜなら、それが障害振動数で
あるときでも、そこでは最大騒音の振動数しか表
示されないからである。上記の困難を防止するた
めに完全に新しいパイプ損傷探知装置が開発され
ている。その本質的な新規性は次の通りである。

１ 測定値記憶装置 ２ 振動数分析 ３ オクターブ・フイルター パイプ損傷位置測定は連続的測定として実施し
なければならない。すなわち、底部マイクロホン
をパイプの全長にわたつて適当な距離で配置し、
最大の物体音強度を有する箇所を探し出すことで
ある。このため、頂点、すなわち物体音が最大強
度を有する箇所を正しく発見するために、漏洩箇
所の領域に底部マイクロホンを幾重にも配置しな
ければならない。測定技術者は各測定毎に、すな
わち底部マイクロホン設定毎に、新たに精紳を集
中しなければならず、また肉体的にも精神的にも
測定に対して自己を適応させなければならない。
この適応は一人の人間について、任意にしばしば
繰り返えす訳には行かない。なぜなら、疲労現象
が発生し、更に聞きのがしや聞き誤りの危険があ
るからである。

本発明は、冒頭に述べたパイプ損傷の位置割り
出しのための方法とこれに従つて作動する装置を
本質的に改良することを課題とする。とりわけ、
位置割り出しは、より迅速、正確で且つ操作も安
全に実施出来なければならない。

上に設定した課題を解決するため、本方法は、
第１段階において増幅器によつて捕捉された各測
定箇所の最大騒音がデジタル式測定値記憶装置へ
送られ、これがパイプ上の測定距離に沿つて騒音
分布の度数分布図を表示すること、及び第２段階
において最も騒音の高い測定箇所の主振動数及び
優勢振動数が広帯域に探知されること及び広帯域
に探知された主振動数及び優勢振動数からオクタ
ーブフイルターの助けで微細位置測定を行なうた
めに、媒体の流出に特有な振動数が捕捉されるこ
とを特徴とする。

測定値記憶装置 電子式測定値記憶装置を有するこの新規の方法
は、これらの欠点を廻避している。本装置は相前
後して働かされるこの種記憶装置を８箇持つてい
る。測定箇所１では、底部マイクロホンによつて
受容された騒音が、線形の発光ダイオード目盛に
おいても、表示される。

目盛は０−10の範囲を包含しているが、その場
合、常に得られた測定値の最高点のみが現われ
る。この発光ダイオードは明度に応じて操作され
るので、その結果明るい日光のもとでも快適に読
み取ることが出来る。昼間に必要な目盛の照明
も、夜は不要となる。

或る測定値が記憶されると、目盛によつて表示
された数値は電子式記憶装置によつて受容され、
且つそこに何時間にもわたつてこれを保持するこ
とが出来る。次に測定箇所２が聴測され、そこで
発生する物体音が第２の目盛に表示される。この
数値も続いて記憶される。この様にして８個の測
定箇所が順次点検されその測定値が保持される。
８個の測定値のすべてが活性化及び表示された後
は、これらはすべて同時に観察することが出来
る。それ故、最大の物体音強度が測定された測定
箇所は難なくわかるのである。それ故、上部の目
盛記号は調べた区間の音響強度グラフを示す。

水配管綱の漏洩箇所を割出す場合にも、測定値
記憶装置を使用することが出来る。しかし、従来
は、こゝの聴測点間の、損傷の生じた距離を知る
ためには、触診棒で接近可能な接触箇所で採られ
た数値を記録しなければならなかつた。しかし、
ここでは、今や、どの測定点間に損傷のある配管
が存在するかに関する正確な情報を、設問ポジシ
ヨンで得るために、測定値と測定値が記憶される
のである。

振動数分析 すでに上で述べた様に、最大の音響強度の箇所
は必らずしも漏洩箇所である訳ではない。それ
故、この箇所ご発生する騒音或いは振動数範囲を
分析することが必要であり、すなわち個々の振動
数割合を点検しなければならない。この、人間の
聴覚では必らずしも行なうのが容易でない様々の
振動数の区別は、本装置においては電子的に実施
される。このため、一定の振動数に対して８個の
発光ダイオード目盛が配される。段階から段階へ
の振動数の間隔は、それぞれ１、５オクターブで
あり、且つ漏洩探知に関連する70Hz乃至1800Hzの
範囲の振動数を包含する。

個々の振動数は、70−106−160−240−360−
540−800−1800Hzである。

振動数分析のためには、音響強度が最大の測定
箇所に地中聴音器が設置され、そしていかなる信
号も目盛を超過しない様な広帯域増幅が選定され
る。さて個々の目盛はそれぞれ割当ての振動数の
強度を示す。それ故、例えば人間の聴覚を伴なわ
ずに、漏洩騒音の主振動数又は優先振動数を探知
することが出来るのである。600Hz以上の振動数
は、漏洩位置割り出し用としては経験的にはめず
らしく、それ故、障害振動数と見なければならな
い。

オクターブフイルター 次の測定としては微細位置測定が行なわれる。
障害性の振動数をふるい分けることが出来る様、
本装置は従来の広帯域操作からフイルター増幅器
へ切換えることが出来る。そのためには、高度に
選択的な、オクターブの間隔で選定された８箇の
電子式フイルターが利用可能である。振動数分析
を通じて探知された漏洩振動数は８個のフイルタ
ーの一つで調整することが出来るので、その結
果、今度は増幅器は特にこの振動数を増幅し、他
の、すなわち障害振動数を大いに抑制する。それ
故、微細位置測定の際には、実際に関連する振動
数だけが増幅され、聴測され且つ測定されるとい
う保証が与えられている。振動数分析なしでは回
避することの出来ない、誤つたフイルター調整
も、これにより、もはや起り得ない。

数年来、実地に実証されて来た騒音の少ない増
幅器と結び付いたこの三つの新しい構造群の協同
作用によつて、更に迅速で正確なパイプ損傷位置
測定が可能となる。同様に、測定要員の負荷も減
少し、それ故、この面からも高い効率を期待する
ことが出来る。

資料に公開したデータ及び特徴、特に図面に記
載した空間的な構成は、すべて、それが個別に又
は組合せの形で現行技術に照らして新規である限
り、発明に本質なものとして特許請求されるもの
とする。

本発明は単に一つの実施方法を記載したに過ぎ
ない図面に従つて詳細に説明すれば次の通りであ
る。この場合、図面及びその説明から、更に本発
明の発明に本質的な特徴及び利点が明らかであ
る。

第１図には損傷したパイプ１０が図式的に示し
てあるが、これは大地１５中に配管されていて、
その流出口１２では、例えば水が矢印１３の方向
に流出し、且つ球状波１４の形で騒音が発生し、
これが球状に大地１５内を伝わり且つとりわけ大
地１５の表面１６にも到達する。表面にはパイプ
に沿つて測定箇所１に測定マイクロホン１１が設
置されているが、これは測定ケーブル９を介して
アナログ増幅器１７に接続されている。増幅器１
７はそのプロセスの最初の部分ではアナログ・ピ
ーク増幅器として作動するが、そこでは測定マイ
クロホン１１によつて捕捉された最大騒音がデジ
タル記憶装置１８へ伝達され、これが捕捉された
最大騒音を棒グラフ２０中の記憶装置表示１９に
表示する。棒グラフ２０は螢光表示か又は発光ダ
イオードラインから成るものとすることが出来、
その場合、それぞれ最大値だけが発光ダイオード
ライン上に表示される。

さて、測定マイクロホン１１は測定波２の箇所
へ置き換えられ、且つ騒音が増幅器１７を介して
再び捕捉され、最大騒音が記憶装置１８に伝えら
れると、これが最大騒音を棒グラフ２１に表示す
る。同様にして、測定箇所３及び棒グラフ２２で
同じ処置が行なわれ、同じく測定箇所４での処置
が行なわれると、これがその最大騒音値を棒グラ
フ２３で表示する。測定箇所５−８はそれぞれ棒
グラフ２４−２７に対応している。

棒グラフのすべての最大値を結び合わせると、
振幅曲線２８が得られるが、ここでは棒グラフ２
４が最大騒音を示している。この様にして測定箇
所４−５内に損傷箇所を探知すべきことが判るの
である。

測定箇所１−８のそれぞれの距離は第２図のグ
ラフから明らかである。ここでは、塩化ビニール
管の場合には測定箇所の距離は75cmより大きくな
いが、鋼管の場合は測定箇所の距離は相互に300
cmまでに出来ることが明らかである。

さて、測定マイクロホン１１は、測定箇所４−
５間で更に多くの箇所に密に配して順次に設置す
ることが出来、これによつて再び今一つの振幅曲
線を棒グラフ２０−２７間に作ることが出来る。

この様に、極めて手早く且つ極めて正確に損傷
箇所、或いは流出口１２を損傷したパイプ１０中
に探知することが出来るのである。

振動数分析のためには増幅器１７が切換えら
れ、且つ最大騒音の測定箇所で探知された損傷騒
音が増幅器によつて振動数検光子４１に与えられ
るが、これが、第３図によれば、表示された振動
数度数分布図を記憶装置１８及び棒グラフ２０−
２７に生ぜしめる。この図では、位置測定された
損傷騒音中では250Hzの振動数が支配的であるこ
とが明らかである。

それ故、240Hzの領域では振動数最大３０とな
る。

第４図は実施例として棒グラフ表示の前面記載
部分を示し、そこには標準化された０−10の目盛
があるが、その場合に、まず第１図による八つの
測定と、それに附属するそれぞれの規定が実施さ
れる。最大損傷騒音のある箇所において振動数分
析に切換えられると、記載部の上側部分が有効に
なり、その結果、装置に配置された棒グラフは最
大騒音を探知するためはもとより、損傷騒音中の
振動数分布を探知するためにも利用することが出
来る。それ故、純粋な度数分布図分析となる。

第５図はケーシング２１内の上側に折畳み可能
に配置されたカバー３２を有する装置を示す。カ
バー３２内には寸法及び形状に適した割れ目３３
が設けられており、その結果、カバー３２を閉じ
た場合でも第４図に示した目盛が棒グラフ２０−
２７と共に外から見える様になつている。発光ダ
イオード表示は日光に応じて明度制御が行なわ
れ、その結果、明るい光のもとでも、確実な表示
と読取りが可能である。

回路交流電圧のカツトインのために回路スイツ
チ３４が存在し、また装置を回路とは独立に作動
させることの出来るバツテリースイツチ３５も存
在する。

更に、ラウドスピーカー聴取と共に、ヘツドホ
ン聴取も可能にするために、ヘツドホン端子３６
も存在する。振動数微分析のためには、オクター
ブフイルター３７にスイツチを入れれば良いが、
目盛での標準化は増幅調整器３８の助けで行なわ
れる。

調整器３９によつてヘツドホンの音声強度を調
整することが出来るが、一方、転換器４０によつ
て振動数分析から最大騒音測定へ切換えられ、逆
転される。

装置は、全体として極めて小さく且つ扱い易
く、またパイプ損傷探索の際には、本質的な作業
節約となり、また操作の安全性の本質的な改善に
もなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置の各部により、本発明の方法を図
示的に示すものであり、第２図はパイプの損傷箇
所に関する騒音曲線（パイプの流出口箇所への間
隔に依存する振幅）を図式的に示し、第３図は発
光ダイオード表示器による振動数分析の場合の振
動数表示の実例を示し、第４図は装置の棒グラフ
表示の記載を示し、第５図はカバーを半開にした
装置の前面からの遠近図を示す。 符号説明、１〜８……測定箇所、９……測定ケ
ーブル、１０……パイプ、１１……測定マイクロ
ホン、１２……流出口、１３……矢印、１４……
球状波、１５……大地、１６……表面、１７……
増幅器、１８……記憶装置、１９……記憶装置表
示、２０−２７……棒グラフ、２８……振幅曲
線、２９……最大騒音、３０……最大振動数、３
１……ケーシンク、３２……カバー、３３……割
れ目、３４……回路スイツチ、３５……バツテリ
ースイツチ、３６……ヘツドホン端子、３７……
オクターブフイルター、３８……増幅調整器、３
９……調整器、４０……転換器、４１……振動数
検光子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 損傷したパイプ１０を包囲する大地１５を聴
   測しかつ最大騒音用表示器を制御する増幅器１７
   の入力部に配設されたマイクロホン１１により流
   出騒音を探知することによりパイプ損傷位置を測
   定するための方法において、第１段階において増
   幅器１７によつて捕捉された各測定箇所１〜８の
   最大騒音２９をデジタル式測定値記憶装置１８へ
   送り、これがパイプ１０の上方の測定区間に沿つ
   て騒音分布の度数分布図（ヒストグラム）を表示
   すること、第２段階において最も騒音の高い測定
   箇所の主振動数及び優勢振動数を広帯域に探知す
   ること、広帯域に探知された主振動数及び優勢振
   動数からオクターブフイルター３７により微細位
   置測定を行うために、媒体の流出に特有な振動数
   を捕捉することを特徴とする方法。