JPH04110628A - 漏液位置検知装置 - 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、液体を輸送あるいは貯槽する設備等から液体
が漏洩した場合に、その液体の漏洩位置を検出する漏液
位置検知装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば温水、薬液等の液体をパイプラインを介し
て輸送する際、液体がパイプラインから漏洩するという
事故が発生する場合があり、この漏洩事故の発生位置を
検知するために、これまで種々の漏液位置検知装置が提
案されている。この種の漏液位置検知装置は、例えば電
源及び比較抵抗器（基準抵抗器）等を備える検知部分と
センサ線及び信号線等を備えるセンサ部分とを主要構成
部分として有し、その際、比較抵抗器とセンサ線は直列
に接続されているものがある。

この漏液位置検知装置のセンサ部分において、例えばセ
ンサ線の始点から液体の漏洩点までのセンサ線抵抗値を
絶対値、換言すれば電圧降下の絶対値で測定して位置を
検知する方法をとっている場合には、漏液位置検知装置
の施工、配役状況により、センサ線長さを太き（変えな
ければならないとき、漏洩位置検知のために該検知部分
に用いられていたそれまでの同一の比較抵抗器では、相
対的に漏洩位置の検出精度が劣ることとなり、検出精度
を維持するためには比較抵抗器を変える必要があり、漏
液位置検知装置の施行、配設状況によって比較抵抗器を
変えなければならないという煩わしい問題がある。

さらに、この比較抵抗器を用いて測定するかぎり、位置
検知のために用いられるセンサ線の抵抗値は、位置検知
の誤差を防止するために、製造上等のバラつきを防止し
て、常に一定の値に維持する必要がある。

また、位置検知のために用いられるセンサ線の抵抗値を
常に一定の値に維持する必要があるのは、温度に対して
も同様であり、それゆえ温度等による抵抗変化のごく小
さい材料を選択しなければならず、用いられるセンサ線
の材料面からの制約を受けるという問題もある。

なお、その際、該漏液位置検知装置が定電流回路を採用
している場合には、定電流の制御範囲からはずれるとい
う問題を生じ、電流値等を変更する必要がある場合もあ
る。

さらに、定電流回路の場合、測定されるべき液体の導電
率によって電源出力が大きく変化し、特に導電率の小さ
い液体の場合には、液体の漏洩点での抵抗が増大し、電
源容量の大きいものが必要となる。

一方、ホイートストーンブリッジを用いた、いわゆるマ
レイループ（Ｍｕｒｒａｙ　　１ｏｏｐ）タイプの漏液
位置検知装置、すなわちセンサ部分の全長と漏洩点との
案分比を測定して位置を検知するような漏液位置検知装
置では、センサ線抵抗値に対し、漏洩点において測定さ
れるべき漏洩部抵抗が大きいため、ブリッジに加わる測
定電圧が電源電圧に比べかなり小さくなり、精度も悪（
なる。この傾向は、測定されるべき液体の導電率が小さ
い液体に対し、特にいちじるしい。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その
第１の目的は、液体の漏洩位置を検知するために配設さ
れるセンサ線の単位長さ当たりの抵抗値あるいは全抵抗
値が変化しても、漏洩位置の検出精度を悪化させること
なく、簡単かつ容易に、常に一定の精度で測定すること
ができる漏液位置検知装置を提供することである。

本発明の第２の目的は、製造等によるセンサ線の抵抗値
のバラつきあるいは温度等によりセンサ線の抵抗値が変
化しても、常に一定の精度で測定することができる漏液
位置検知装置を提供することである。

本発明の第３の目的は、漏洩が測定される被測定液体の
導電率が変わっても、常に一定の精度で測定することが
できる漏液位置検知装置を提供することである。

本発明の第４の目的は、漏液位置を測定するために用い
られるセンサ線に好ましくない電圧のような信号が重畳
された場合でも、この信号をキャンセルすることができ
、測定誤差のない漏液位置検知装置を提供することであ
る。

本発明の第５の目的は、例えばシステム内において圧力
、温度、光、ガス等による異常が発生した場合に、この
異常発生位置も検知、表示することができる異常発生位
置検知装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上記目的は、本発明の漏液位置検知装置によって達成さ
れる。すなわち、要約すれば、本発明は、液体の漏洩を
検知したときに、漏洩点の距離に比例した信号を出力す
るセンサ部分と、クロック信号を発生する発振回路と、
タイミング回路から発する所定のタイミング信号によっ
て前記クロック信号が入力されるアップ・ダウンカウン
タと、このアップ・ダウンカウンタからの出力信号が入
力されるディジタル・アナログコンバータおよび前記ア
ップ・ダウンカウンタで計数された計数値を表示する表
示器と、前記ディジタル・アナログコンバータからの出
力信号と前記センサ部分の出力信号とが入力されると共
に、これらの信号を比較し、前記アップ・ダウンカウン
タのアップ計数およびダウン計数を行わしめるコンパレ
ータと、前記センサ部分および前記ディジタル・アナロ
グコンバータに一定の矩形波信号を印加する電源とを備
える漏液位置検知装置である。

（作用） この発明の漏液位置検知装置によれば、センサ部分が、
漏洩した液体を検知したときには、センサ全長に印加さ
れる信号に対し、漏洩点までの距離に印加される信号の
比として、信号を出力するように構成されているので、
液体の漏洩位置を検知するために配設されるセンサ線の
長さが変化しても、漏洩位置の検出精度を悪化させるこ
となく、簡単かつ容易に、常に一定の精度で測定するこ
とができると共に、温度等によりセンサ線の抵抗値が変
化しても、常に一定の精度で測定することができ、さら
に、漏洩を測定する被測定液体の導電率が変わっても、
常に一定の精度で測定することができる。

（実施例） 以下、本発明を、その実施例に基づいて添付図面を参照
しつつ説明する。

第１図は、本発明による漏液位置検知装置の一実施例の
概略説明図である。

第１図を参照すると、本発明の漏液位置検知装置１０が
示されており、この漏液位置検知装置１０は、電源１１
及びこの電源１１と並列に接続されているセンサ部分１
２を有している。ここで、電源１１は、例えば周波数０
．５Ｈｚの矩形波電圧をセンサ部分１２に印加する電源
であり、センサ部分１２は信号線１２ａ１抵抗線１２ｂ
および吸上線１２ｃを備えており、このセンサ部分１２
は、漏洩した液体を検知したときに、漏洩点の位置に応
じて、電源１１からの印加電圧に比例した出力電圧を発
生するように構成されたものである（本実施例では漏洩
点までの抵抗線の長さに対して比例した出力電圧）。す
なわち、センサ部分１２が、漏洩した液体を検知したと
きには、センサ全長に印加される電圧に対し、漏洩点ま
での抵抗線長さ（漏洩点までの距離）に印加される電圧
の比として、信号を出力するので、漏洩点の距離に比例
した電圧を出力することになる。

センサ部分１２の一端側は、外部基準電圧印加タイプの
ディジタル・アナログコンバータ１３の基準電圧端子に
接続され、その他端側は、接地されている。センサ部分
１２で液体の漏洩が発生した場合には、センサ部分１２
から上記したセンサ出力電圧が発せられ、このセンサ出
力電圧は高インピーダンス変換回路１４に入力される。

参照番号１５は、アップ・ダウンカウンタであり、この
アップ・ダウンカウンタ１５はディジタル−アナログコ
ンバータ１３にディジタル信号を出力すると共に、表示
器１６にもディジタル信号を出力する。

高インピーダンス変換回路１４の出力信号は、コンパレ
〜り１７の非反転入力端子に入力され、このコンパレー
タ１７の反転入力端子には、ディジタル・アナログコン
バータ１３からの出力信号が入力される。このコンパレ
ータ１７は、高インピーダンス変換回路１４を介して入
力されるセンサ出力値とディジタル・アナログコンバー
タ１３の出力値とを比較する。

コンパレータ１７の出力信号は、アンド回路１９の一端
側入力に送出されると共に、インバータ２０を介１−て
アンド回路２１の一端側入力にも送出されるように構成
されている。

アンド回路１９及び２１の他端側入力には、タイミング
回路２２を介して発振回路２３から発せられるクロック
信号が入力されるように構成されている。これらのアン
ド回路１９及び２１の出力信号は、それぞれアップ・ダ
ウンカウンタ１５のアップ計数側とダウン計数側に入力
されるように構成されている。なお、ここでタイミング
回路２２は、発振回路２３から発せられるクロック信号
をアンド回路１９および２１の他端側入力に入力する際
、電源１１からの印加電圧のタイミングに合わせて、ア
ンド回路１９および２１の他端側入力にクロック信号を
印加するようにタイミング信号を発生するものである。

以上のように構成される上記実施例の作用について以下
に述べる。

いま、上記した構成になる本発明の漏液位置検知装置が
作動状態にあるとき、すなわち、電源１１からの矩形波
電圧が、センサ部分１２に印加されると共に、ディジタ
ル・アナログコンバータ１３の基準電圧端子に印加され
ているとき、センサ部分１２にて液体の漏洩が発生する
と、センサ部分１２の吸上線１２ｃを通じて、この液体
の漏洩位置に応じた出力信号すなわち、漏洩点の距離に
比例した出力電圧がセンサ部分１２から高インピーダン
ス変換回路１４を介してコンパレータ１７の非反転入力
端子に入力され、一方、コンパレータ１７の反転入力端
子には、ディジタル・アナログコンバータ１３からの出
力電圧が入力される。

このディジタル・アナログコンバータ１３からの出力電
圧は、アップ・ダウンカウンタ１５から出力される計数
値に応じて、予め決められた電圧値を出力されるように
設定されているものである。

ここで、アップ・ダウンカウンタ１５からディジタル・
アナログコンバータ１３に出力される計数値は、発振回
路２３から発せられるクロック信号をタイミング回路２
２から発せられる所定のタイミングでアンド回路１９お
よび２１を介してアップ・ダウンカウンタ１５に入力さ
れるものである。本実施例では、電源１１から発せられ
る矩形波電圧のプラス側のパルス幅をタイミングとして
、クロック信号をアップ拳ダウンカウンタ１５に入力す
る。そして、コンパレータ１７にてこれらの出力信号が
比較される。

このとき、高インピーダンス変換回路１４を介してコン
パレータ１７に入力されるセンサ部分１２からのセンサ
出力電圧が、ディジタルφアナログコンバータ１３の出
力信号よりも大きい場合には、コンパレータ１７の出力
信号は、発振回路２３からのクロック信号と共にアンド
回路１９を介してアップ・ダウンカウンタ１５のアップ
側に入力され、その結果ディジタル・アナログコンバー
タ１３のセット値を大きくするように作動する。

かくして、ディジタル・アナログコンバータ１３から出
力されるアナログ信号が大きくなり、コンパレータ１７
に入力されるセンサ出力電圧よりも大きくなると、コン
パレータ１７は反転信号を出力し、この反転信号はイン
バータ２０を介し、発振回路２３からのクロック信号と
共にアンド回路２１を介してアップ・ダウンカウンタ１
５のダウン側に入力され、その結果ディジタル・アナロ
グコンバータ１３のセット値を小さくするように作動す
る。

このようにしてコンパレータ１７は、ディジタル・アナ
ログコンバータ１３がらの出力信号をセンサ出力電圧に
対して比較、制御し、結果的にアップ・ダウンカウンタ
１５からディジタル・アナログコンバータ１３に入力さ
れるクロック信号を制御して、アップ・ダウンカウンタ
１５が交互にアップ、ダウン動作を繰り返す状態になっ
たときに、漏液位置の測定位置と判断し、このときのア
ップ・ダウンカウンタ１５の出力信号が表示器１６に入
力され、漏液位置が表示される。なお、上記した電源１
１の印加電圧を０．５Ｈｚの矩形波電圧としたのは、被
漏洩液体の分極現象をキャンセルするのに効果的である
ためである。

次に、本発明の他の実施例を、第２図を参照して述べる
。以下、第１図に示す実施例と同じ部分には同じ参照番
号を付して、その説明を省略する。

この第２図に示す実施例は、第１図に示す実施例とほぼ
同じであるが、第１図に示す実施例と異なるところは、
ディジタル・アナログコンバータ１３の次段にスケール
調整増幅器１８、および高インピーダンス変換回路１４
の次段に分極電圧補正回路２５を付加した点が異なる。

ここで、上記したスケール調整増幅器１８について述べ
る。

いま、センサ部分１２の出力信号のスケール値にディジ
タル・アナログコンバータ１３の出力値を調整する場合
を考えてみる。

電源１１からセンサ部分１２に印加されるセンサ印加電
圧をＥ１センサ出力電圧をＶ１センサ出力係数をｘ　（
０〜１）とすると、センサ出力電圧Ｖ＝Ｅｘとなる。一
方、ディジタル・アナログコンバータ１３に印加される
印加電圧もセンサ部分と同様にＥであり、ディジタル・
アナログコンバータ１３の出力値をｙ１ディジタル・ア
ナログコンバータ１３の出力係数をｘ　（０〜１）、ス
ケール調整係数を２とすると、ディジタル−アナログコ
ンバータ１３の出力値ｙ＝Ｅｘｚとなる。ここで、Ｘは
センサ出力係数またはディジタル・アナログコンバータ
１３の出力係数で、回路によって同一値になるように動
作するものである。したがって、ｙ＝Ｖｚという関係が
成り立つ。その結果、ディジタル・アナログコンバータ
１３の出力値はセンサ出力電圧にスケール調整係数を掛
算したことになる。それで、スケール調整係数Ｚを調整
することにより、スケール調整を行うことができること
になる。

次に、分極電圧補正回路２５は、センサ出力信号に、例
えば漏液検知時等に発生する分極電圧あるいは何らかの
好ましくない電圧のような信号が重畳している場合に、
この分極電圧あるいは何らかの電圧のような信号が測定
誤差になる場合があるので、分極電圧あるいは何らかの
電圧のみを補正してセンサの出力信号だけを取り出すよ
うにしたものであり、この分極電圧補正回路２５につい
て以下に述べる。

分極電圧補正回路２５は、第３図にその具体的回路構成
が示されており、第２図に示すセンサ部分１２から出力
されるセンサ出力信号は、高インピーダンス変換回路１
４の出力側から＋側電圧レベル検出器２６および一側電
圧レベル検出器２７に入力される。これらの電圧レベル
検出器からの出力電圧は、それぞれ抵抗器Ｒを介してオ
ペアンプ２８（例えば、ゲインが１／２）の非反転入力
端子に入力されるように構成されている。オペアンプ２
８の出力信号は、抵抗器Ｒ／２を介してオペアンプ２８
の非反転入力端子にフィードバックされると共に、抵抗
器Ｒを介してオペアンプ２９の非反転入力端子に入力さ
れるように構成されている。また、このオペアンプ２９
（例えば、ゲインが１）の非反転入力端子には、高イン
ピーダンス変換回路１４の出力信号が抵抗器Ｒを介して
入力されるように構成されている。

このようになる分極電圧補正回路２５では以下のように
作動する。

すなわち、いま、センサ出力信号を矩形波の出力信号Ｖ
とすると、分極電圧ｖｂが重畳された場合の合成信号は
、第４図に示すようになる。

すなわち、＋側電圧レベル検出器２６の出力信号をＰｌ
とすルト、Ｐ１＝ｖ＋ｖｂであり、−制電圧レベル検出
器２６の出力信号をＰ２とすると、Ｐ２＝−Ｖ＋Ｖｂで
ある。したがって、オペアンプ２８の出力Ａ１は、−１
／２　（Ｐ１＋Ｐ２）＝−１／２　（Ｖ＋Ｖｂ−Ｖ＋Ｖ
ｂ）＝−１／２　（２ｖｂ）＝−ｖｂとなる。

また、オペアンプ２９の出力Ａ２は、＋側のとき、−（
（Ｖ＋Ｖｂ）＋　（−Ｖｂ））　＝−Ｖとなり、一方、
−側のとき、−（−（Ｖ＋Ｖｂ）＋（−ｖｂ））＝ｖと
なる。その結果、出力信号は、■のみの信号となり、分
極電圧の影響を除去して、センサ出力信号だけを取り出
すことができる。

さらに、本発明の他の実施例を、第５図を参照して述べ
る。この第５図に示す実施例は、第１図に示すセンサ部
分に対応する部分のみを示したもので、その全体構成は
、第１図に示す実施例とほぼ同様であるが（ここでは、
センサ部分以外の構成は同じであるため、図示およびそ
の説明は省略する）、第１図に示す実施例と異なるとこ
ろは、第１図に示すものが連続的な数値表示として漏液
点位置を表示していたのに対し、第５図に示すものでは
漏液点位置の表示をブロック的な表示としたことである
。

すなわち、第５図を参照すると、第１図の実施例に示し
たセンサ部分と同様のセンサ部分１２が示されており、
このセンサ部分１２は、信号線１２　ａ　ｓ抵抗線１２
ｂおよび吸上線１２ｃを備えている。センサ部分１２は
、例えば、図示されているように、ブロック位置Ａ１ブ
ロック位置Ｂおよびブロック位置Ｃの３ブロツクに分割
されており、各ブロック位置の抵抗線１２ｂには、固定
抵抗器Ｒが直列関係に接続されている。

ブロック位置Ａおよびブロック位置Ｂでは、吸上線１２
ｃに接続される裸線状態のセンサ電極２．４が、それぞ
れ配設されていると共に、それぞれの抵抗器Ｒの次段で
抵抗線１２ｂに接続される裸線状態のセンサ電極１．３
が接続されている。

ブロック位置Ｃでは、裸線状態のセンサ電極６が吸上線
１２ｃに直列関係で接続されると共に、裸線状態のセン
サ電極５が抵抗器Ｒの次段で抵抗線１２ｂに接続されて
いる。したがって、ブロック位置Ａおよびブロック位置
Ｂでは、センサ電極を分岐して配設し、ブロック位置Ｃ
ではセンサ電極を直列に接続して配設したものである。

このように構成することによって、各ブロック位置で対
になるセンサ電極間で漏液が発生した場合に、全ブロッ
ク位置の合計抵抗値に対する漏液点までの抵抗値の合計
との比を表す出力信号を出力させ、第１図に示す実施例
と同様な信号処理を行わせることにより、漏液点のブロ
ック位置を検知、表示することができる。なお、上記実
施例では、ブロック位置Ａおよびブロック位置Ｂでは、
センサ電極を分岐して配設し、ブロック位置Ｃではセン
サ電極を直列に接続して配設したものを示したが、この
ブロック位置Ｃに端末部を形成し、この端末部に、上記
したようなブロック位置Ａおよびブロック位置Ｂをさら
に接続するような構成とすることもできる。

また、上記実施例では、対の裸線状態のセンサ電極が各
ブロック位置毎に配設されているが、このセンサ電極の
変わりに、圧力、熱、光、ガス等を感知してスイッチン
グ動作する各種スイッチ付きセンサ（例えば、圧力スイ
ッチあるいはバイメタルのようなサーマルスイッチ等）
を配設して、圧力、温度、光、ガス等の異常発生位置を
検知、表示することも可能である。

なお、上記実施例では、電源からの印加電圧を矩形波電
圧として述べたが、本発明はこれに限られずに直流電圧
を印加するように構成することもでき、また上記実施例
では、液体の漏洩点の距離に比例した電圧を出力すると
いう電圧比の場合について述べたが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、抵抗比等を用いても良く
、その態様は、この発明の技術思想内で種々、変形、変
更が可能であることはもちろんのことである。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の漏液位置検知装置に
よれば、液体の漏洩を検知したときに、漏洩点の距離に
比例した信号を出力するセンサ部分と、クロック信号を
発生する発振回路と、タイミング回路から発する所定の
タイミング信号によって前記クロック信号が入力される
アップ・ダウンカウンタと、このアップ・ダウンカウン
タからの出力信号が入力されるディジタル・アナログコ
ンバータおよび前記アップ・ダウンカウンタで計数され
た計数値を表示する表示器と、前記ディジタル・アナロ
グコンバータからの出力信号と前記センサ部分の出力信
号とが入力されると共に、これらの信号を比較し、前記
アップ・ダウンカウンタのアップ計数およびダウン計数
を行わしめるコンパレータと、前記センサ部分および前
記ディジタル・アナログコンバータに一定の矩形波信号
を印加する電源とを備えるように構成したものであるか
ら、液体の漏洩位置を検知するために配設されるセンサ
線の長さが変化しても、漏洩位置の検出精度を悪化させ
ることなく、簡単かつ容易に、常に一定の精度で測定す
ることができると共に、温度等によりセンサ線の抵抗値
が変化しても、常に一定の精度で測定することができ、
さらに、漏洩を測定する被測定液体の導電率が変わって
も、常に一定の精度で測定することができるという大き
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による漏液位置検知装置の一実施例の
概略説明図、 第２図は、本発明による漏液位置検知装置の他の実施例
の概略説明図、 第３図は、本発明に用いられる分極電圧補正回路の回路
構成図、 第４図は、センサ出力信号に分極電圧が重畳された場合
の合成信号を表す図、 第５図は、本発明による漏液位置検知装置のブロック位
置を用いた他の実施例の概略説明図である。 １．２．３．４．５．６・・・センサ電極１０・・・漏
液位置検知装置、　　１１・・・電源１２・・・センサ
部分、 １３・・・ディジタル・アナログコンバータ１５・・・
アップダウンカウンタ １６・・・表示器、　　１７・・・コンパレータ１８・
・・スケール調整増幅器、 ２２・・・タイミング回路、　　２３・・・発振回路２
５・・・分極電圧補正回路。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・ブロック位置 特許出願人　　　株式会社　潤　工　社質　３　回 ビ２゜ 惜　＋　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体の漏洩を検知したときに、漏洩点の距離に比例
   した信号を出力するセンサ部分と、クロック信号を発生
   する発振回路と、タイミング回路から発する所定のタイ
   ミング信号によって前記クロック信号が入力されるアッ
   プ・ダウンカウンタと、このアップ・ダウンカウンタか
   らの出力信号が入力されるディジタル・アナログコンバ
   ータおよび前記アップ・ダウンカウンタで計数された計
   数値を表示する表示器と、前記ディジタル・アナログコ
   ンバータからの出力信号と前記センサ部分の出力信号と
   が入力されると共に、これらの信号を比較し、前記アッ
   プ・ダウンカウンタのアップ計数およびダウン計数を行
   わしめるコンパレータと、前記センサ部分および前記デ
   ィジタル・アナログコンバータに一定の矩形波信号を印
   加する電源とを備える漏液位置検知装置。 ２）前記ディジタル・アナログコンバータの次段にスケ
   ール調整増幅器が設けられる請求項１に記載の漏液位置
   検知装置。 ３）前記コンパレータの前段に分極電圧補正回路が設け
   られる請求項１または２に記載の漏液位置検知装置。 ４）前記センサ部分をブロック毎に分割し、各ブロック
   毎に漏液位置を検知、表示する請求項１乃至請求項４の
   いずれか１項に記載の漏液位置検知装置。 ５）前記センサ部分をブロック毎に分割し、各ブロック
   毎に圧力、熱、光、ガス等を感知してスイッチング動作
   するセンサを有し、状態変化の発生位置を検知、表示す
   る位置検知装置。