JPH03180731A - 熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高温或いは低温等の熱媒を輸送する配管に用
いられる熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法に係わり、
特に熱媒輸送用配管の温度測定および熱媒の漏洩位置を
検知し、熱媒輸送用配管を設備するプラント、ビル、工
場等の保全、温度モニタおよびセキュリティー等の管理
に役立てる熱媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法に関する
。

［従来の技術］ 従来、２重管方式をとる熱媒輸送用配管の温度測定およ
び熱媒漏洩検知方法は、第４図に示すように熱媒を通す
本管１０１に巻装された保温材１０２の外側に適宜な間
隔をもって熱電対１０３゜・・・を装着する一方、前記
保温材１０２の外側に設けられるケーシング管１０４の
熱電対取り付は近傍位置に導出孔１０５が形成され、前
記熱電対１０３から取り出されたリード線１０６をケー
シング管１０４の導出孔１０５から外部に取り出して温
度計測装置に配線することにより、熱媒輸送用配管の多
点温度測定を行い、またある熱電対１０３からの異常温
度から熱媒の漏洩位置を検知する方法である。

［発明が解決しようとする課８］ しかし、以上のように熱電対を用いた多点温度測定およ
び漏洩検知方法の場合には次のような問題点が指摘され
ている。

■、熱媒輸送用配管の温度測定および熱媒漏洩検知の精
度を上げるためには、相当多数の熱電対１０３、・・・
が必要であること。

■、保温材１０２の外側に無数の熱電対１０３゜・・・
を取り付けることは事実上不可能に近く、特に熱媒輸送
用配管の口径が大きく、かつ、長い場合にはその感が益
々強く、しかも多数の熱電対１０３、・・・のリード線
１０６．・・・をケーシング管１０４の導出孔１０５か
ら引き出さなければならないこと等を考えると、おのず
と温度測定点の数に限界があること。

■、多数の熱電対１０３．・・・のリード線１０６゜・
・・をケーシング管１０４から外部に取り出して配線す
るとき、その配線場所が非常に難しいこと。

■、ケーシング管１０４の外部に各リード線ユ０６．・
・・を添着するが、このためリード線１０６、・・・が
土に含まれる礫などにより損傷し、また種々の物質によ
って腐食を受は易く、長明間にわたって連続的に漏洩検
知を行う場合には熱電対１０３やその熱電対１０３のリ
ード線１０６の防食対策を施す必要があること。

■、さらに、ケーシング管１０４に多数の導出、孔１０
５が形成されるが、その熱電対１０３と導出孔１０５と
の位置合せが非常に難しく、さらに導出孔１０５．・・
・に対する適切な防水対策を施す必要があり、防食・防
水が非常に大変であること。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、多数の測定
点を創出して温度測定および熱媒漏洩検知を可能とし、
また配線のための特別な場所を必要とせず、温度センサ
の損１易、腐食を容易に回避しうる熱媒輸送用配管の熱
媒漏洩検知方性を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために、前記熱媒を通す本
管の外側に光ファイバ温度センサを装着し、この先ファ
イバ温度センサの入射端から光信号を入射した後、前記
光ファイバ温度センサ内から反射されてくる温度情報を
持つ散乱光を受光することにより、熱媒の漏洩による急
激な温度情報の変化から熱媒漏洩位置を検知する熱媒輸
送用配管の熱媒漏洩検知方法である。

［作用］ 従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、本管外側の保温材の外周に例えば１本の光ファイバ温
度センサを本管上側に位置して直線状に添設すれば、媒
体漏洩による光ファイバ温度センサ内における温度情報
に依存して変化する散乱光の強度を検知することにより
熱媒漏洩位置を検知できる。しかも、熱の対流を利用す
ることにより光ファイバ温度センサ近傍以外例えば本管
下側の熱媒漏洩状態をも確実に検知でき、また、本管の
上側に光ファイバ温度センサを巻装することにより、よ
り高感度に温度の変化状態を検知することができる。

［実施例］ 以下、本発明方法の一実施例について図面を参照して説
明する。先ず、第１図は配管への温度センサの装着状態
を示す図であって、１は高温或いは冷温等の熱媒を通す
本管であり、この本管１の外側には熱媒の温度を保持す
るための保温材２が巻装されている。さらに、この保温
材２の外周には本管長手方向に沿って直線状に光ファイ
バ温度センサ３が添設されている。４は金属製のケーシ
ング管、５はケーシング管４を保護する樹脂等の被覆材
である。

次に、第２図は以上のような温度センサ３の装着方法を
採用した配管の温度測定および熱媒の漏洩検知装置の構
成図である。すなわち、この装置は、パルス信号を発生
するパルス駆動回路１１、このパルス駆動回路１１のパ
ルス信号を光パルスに変換する発光素子１２、この発光
素子１２によって変換された光パルスを光ファイバ温度
センサ３に入射する方向性結合器１３等が設けられ、さ
らに光パルス入射後に光ファイバ温度センサ３内で反射
されて方向性結合器１３を介して戻ってくる温度情報を
持ったラマン散乱光をストークス光と反ストークス光に
分光する干渉フィルタ１４１゜１４２、これらストーク
ス光および反ストークス光を個別に電気信号に変換する
例えばアバランシフォトダイオード等の光検波素子１５
１，１５２、ラマン散乱光自体が非常に微弱信号でゆら
ぎが生じ、また光検波素子１５．．１５２のショット雑
音、熱雑音等が生じることにかんがみ、Ｓ／Ｎを改善す
る目的から平均化処理を行う平均化処理手段１６、前記
パルス駆動回路１１のパルス発生タイミング信号を受け
た後、ラマン散乱光を検出までの遅れ時間から散乱光発
生位置を求め、かつ、散乱光の強度から温度を求めるデ
ータ処理手段１７等が設けられている。１８は温度分布
状態等のデータを表示する温度分布用デイスプレィであ
る。

従って、以上のような実施例によれば、パルス駆動回路
１１からパルス信号を発生すると、このパルス信号は発
光素子１２で光パルスに変換された後、方向性結合器１
３を通って光ファイバ温度センサ３に入射される。また
、パルス駆動回路１１は発光素子１２へのパルス信号の
送出と同時に、パルス信号またはパルス発生タイミング
信号を平均化処理手段１６およびおよび温度データ処理
手段１７に供給する。

この先パルスの入射後、光ファイバ温度センサ３内から
温度に依存して強度変化の伴うラマン散乱光が反射され
て方向性結合器１３を通って干渉フィルタ１４１．１４
□に人ってくる。これら干渉フィルタ１４１．１４□で
はラマン散乱光の中からストークス成分と反ストークス
成分とを個別に取り出し後、光検波素子１５□、１５□
により電気信号に変換し、この変換された各電気信号を
平均化処理手段１６でそれぞれ平均化処理を行った後、
データ処理手段１７に供給する。

この熱媒漏洩検知手段１７では次のような処理を行う。

すなわち、光ファイバ温度センサ３内の光速度を既知と
すると、例えば Ｌ＝　（Ｃ／２ｎ）　・△ｔ なる演算を行ってラマン散乱光の散乱位置、つまり、先
ファイバ温度センサ３の距ＭＬを求める。

但し、上式においてＣは真空中の光速度、ｎは光ファイ
バ温度センサ３の屈折率、Δｔはパルス駆動回路１１か
らのパル発生タイミング信号を受けた後ラマン散乱光を
検出するまでの時間である。

一方、光ファイバ温度センサ３で検出する温度の値はラ
マン散乱光中のストークス成分と反ストークス成分との
強度比から求めることができる。

そして、以上のようにして所定の周期ごとに順次光ファ
イバ温度センサ３の距離りと温度を求めることにより、
温度分布を知ることができ、この温度分布から熱媒の漏
洩位置を検知することができる。

従って、以上のような実施例の方法によれば、保温材２
の外側に１本の光ファイバ温度センサ３を連続的に添設
するだけでよく、しかも、光ファイバ温度センサ３が本
管１の上側に位置するように添設すれば熱の対流現象を
利用して光ファイバ温度センサ３近傍以外例えば本管下
側の温度の変化状態、熱媒漏洩状態も検知でき、従来の
ように多数のセンサを必要とせずに多数の温度測定点の
温度を容易に測定できる。しかも、光ファイバ温度セン
サ３はケーシング管４の内部に添着して配管の一端部か
ら引き１出せばよいので、従来のように配線のために特
別な工夫をする必要がなく、また温度センサ３の損傷や
腐食を防ぐことができる。

なお、上記実施例では光ファイバ温度センサ３を保温材
２の外側に直線状に添着したが、例えば第３図に示すよ
うに保温材２の外側に光ファイバ温度センサ３を巻装す
る方法であってもよい。また、保温材２の外側でなく、
本管１の外側に直接または何らかの部材を介して光ファ
イバ温度センサ３を直線状、蛇行状或いは巻装する構成
としてもよい。さらに、複数本の光ファイバ温度センサ
３を所定の間隔で直線状に添設してもよい。その他、本
発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施で
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、多数の測定点を創
出して温度測定および熱媒の漏洩位置を特定して熱媒の
漏洩状態を検知でき、しかも従来のように配線のための
特別な場所を必要とせず、また温度センサの損傷、腐食
を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法の一実施例を説明する
ために示したもので、第１図は温度センサの装着状態を
示す図、第２図は配管の温度および熱媒漏洩位置を検知
する装置の構成図、第３図は本発明方法の他の実施例と
しての温度センサの装着状態を示す図、第４図は従来方
法を説明するための温度センサの装着状態を示す図であ
る。 １・・・本管、２・・・保温材、３・・・光ファイバ温
度センサ、４・・・ケーシング管、１１・・・パルス駆
動回路、１２・・・発光素子、１３・・・方向性結合器
、１４１１４□・・・干渉フィルタ、１５．．１５□・
・・光検波素子、１６・・・平均化処理手段、１７・・
・データ処理手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温、低温などの熱媒を輸送する熱媒輸送用配管の熱媒
   漏洩検知方法において、前記熱媒を通す本管の外側に光
   ファイバ温度センサを装着し、この光ファイバ温度セン
   サの入射端から光信号を入射した後、前記光ファイバ温
   度センサ内から反射されてくる温度情報を持つ散乱光を
   受光することにより、熱媒の漏洩による急激な温度情報
   の変化から熱媒漏洩位置を検知することを特徴とする熱
   媒輸送用配管の熱媒漏洩検知方法。