JPH0634429A - 不可視環境の状態監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 バイノーラルプロセシング用集音システムを
用いて、不可視環境内の音波の方向を感知し、正常作動
時の環境音との周波数特性をコンピューターで常時比較
しながら、異常音発生時の発生源を高精度で特定する。 【効果】 不可視環境の状態監視が自動化され、監視対
象の異常箇所の自動的特定及び事前予知が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、目視による確認の難し
い環境（以下「不可視環境」という。）における装置、
機器等の作動状態の変化をその発生する音波（振動）の
変化として感知し、かつその音波（振動）の発生位置を
特定する不可視環境の状態監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置、機器等の作動状態を監視す
る装置としては、視覚、映像または不可視光等光学的要
素を利用する監視装置が一般的である。不可視環境にお
いては、温度、圧力等の要素の変化を利用する装置また
は通常の集音マイクを用い、聴覚による監視装置等が用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものはそれぞれ以下のような問題を有する。すなわち、
光学的要素を利用する装置は、可視光または不可視光を
使用するため光源のない密閉環境では適用できず、高温
の状態で光を発する環境においても目視可能な状態の変
化が起こるまでは感知することができない。しかも常時
監視者が不可欠である。

【０００４】次に温度、圧力等の要素の変化を利用する
状態監視装置は、例えば原子炉のような大型の容器を対
象とする場合には、状態の変化が起こったことは確認さ
れるが、その発生位置を早急に特定することは不可能で
ある。通常の集音マイクを用いる聴覚による監視装置も
上記と同様に異常発生位置の特定は不可能であり、これ
ら２つの装置においても常時監視者を必要とする。本発
明は、上記の問題点に鑑みて提案されたもので、光源の
ない密閉された不可視環境においても監視することがで
き、状態の変化を可及的早期に感知し、かつ異常発生位
置を即時に特定することのできる状態監視装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による不可視環境の状態監視装置は、以下の
構成としたものである。即ち、監視対象の環境内に配設
された複数のバイノーラルプロセシング用集音システム
とこれに連結して、監視室に収納されたモニター装置、
録音装置、状態監視装置及び位置特定装置からなること
を特徴とする。

【０００６】上記バイノーラルプロセシング用集音シス
テムは、監視対象内で発生する音波（振動）を双耳的即
ち立体的に感知して、監視室の諸装置に伝達するシステ
ムで、例えばアレイマイク等が効果的に使用される。ア
レイマイクとは、マイクユニットを多数並べ、それぞれ
のマイクユニットの位置での環境音の到着時間差を位相
差より取り出し、音源方向を判定するシステムである。
すなわち、特定の音の波形を位置特定装置の位相差算出
アルゴリズムが比較し、その位相差から特定音の音源方
向を判定するものである。この用途に使用するマイクユ
ニットは、正確に方向を求めるためにμｓｅｃ単位の精
度で到着時間差を判定する能力が要求される。

【０００７】モニター装置は各集音マイク（アレイマイ
ク）位置における音響環境を監視室に再現し、これをオ
ペレーターがモニターするための装置であり、異常音が
発生した場合には、各々の集音マイクからの異常音発生
源の方向を捉え、コンピューターに入力すれば、コンピ
ューターは与えられた方向データをもとに異常音の発生
源を特定する。収集された音波（振動）は録音装置に記
録される。

【０００８】状態監視装置は、監視対象の正常作動時の
環境音の周波数特性を解析し、コンピューターにデータ
として記憶させ、このデータと、集音マイクから得られ
る環境音の周波数特性とをコンピュータに常時比較させ
ることにより異常音の発生を自動的に監視する装置であ
る。位置特定装置は、前記状態監視装置が異常音の発生
を感知した場合、各集音マイクから得られる異常音発生
源の方向をもとに、コンピューターが自動的に監視対象
における異常音の発生箇所を特定する装置である。

【０００９】

【作用】上記の構成により、不可視環境内の監視対象か
ら発生する音波を集音再現し、複数位置からの音源の方
向よりその音源の位置を特定することが可能となり、さ
らに監視対象の正常作動時の環境音の周波数特性を解析
してコンピューターにより常時比較させて自動的に監視
対象の状態を監視し、異常時の音源位置（異常箇所）を
特定することが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明による不可視環境の状態監視装
置を、図に示す実施例に基づいて具体的に説明する。

【００１１】図１は本発明による不可視環境の状態監視
装置の一実施例として、原子炉（格納容器）の監視に用
いるときの配置図である。図１において、原子炉格納容
器１１は、内部に原子炉１２を格納して外部と遮断し、
密閉することにより不可視環境となる。本実施例におい
てこの不可視環境の状態監視装置は、原子炉格納容器１
１の中の複数の位置に配設されたバイノーラルプロセシ
ング用集音システム１と、監視室１３の中に設置された
オペレータ用モニター装置２と、音響情報を保存するた
めの録音装置３と、コンピュータによる状態監視装置４
と、音（振動）源の位置を特定するための装置５とから
構成される。バイノーラルプロセシング用集音システム
１は、図１では４箇所に配設されているが、原子炉を構
成する各装置の配置により、異常音波が遮蔽されたりす
ることを防ぐ意味でより多くの箇所に配設してもよい。

【００１２】この状態監視装置による原子炉の状態の監
視処理プロセスについて、以下具体的に説明する。複数
のバイノーラルプロセシング用集音システム１で集音し
た原子炉格納容器１１内の音波・振動データはそれぞれ
の集音システムごとに監視室１３に送られ、分配器６に
よってモニター装置２、その他の各機器に分配される。
モニター装置２は、受け取った原子炉格納容器１１内の
音波・振動データを再生し同容器内の音響環境を再現す
る。オペレーターはその再現された音響環境から異常音
・異常振動の有無及びその発生源の方向を聴取する。録
音装置３はモニター装置２で再生されるデータを常に保
存し、異常発生時の確認等に用いられる。状態監視装置
４は、各バイノーラルプロセシング用集音システム１に
より集音された音波・振動データを、あらかじめ設定さ
れている正常作動時のデータと常時比較し、異常音・異
常振動の発生を監視し、異常音等が発生した場合にはそ
の周波数帯を判定し、位置特定装置５に通知する。

【００１３】上記の処理を図２に示したフローチャート
によってさらに詳しく説明すれば、状態監視装置４は、
各バイノーラルプロセシング用集音システム１により収
集された音波・振動データを、フーリエ変換により周波
数分布データに変換し、あらかじめ設定されている正常
運転時の周波数分布データと特徴比較を行う。両者の特
徴に、一定以上の差異が認められた場合、状態監視装置
４は、異常ありとして警報を発し、その差異の認められ
た異常音・異常振動の主な周波数帯を位置特定装置５に
通知する。位置特定装置５は、状態監視装置４から異常
音・異常振動の周波数帯通知を受け、各バイノーラルプ
ロセシング用集音システム１からの異常音・異常振動発
生源の方向を算出し、その位置を特定する。

【００１４】位置特定装置５は、図３の処理フローチャ
ートに示した様に、各バイノーラルプロセシング用集音
システム１により収集された音波・振動データを、帯域
通過フィルターに通し、状態監視装置４より通知を受け
た周波数帯のみを抽出する。また、バイノーラルプロセ
シング用集音システム１は、各々複数のマイクを持つた
め、抽出した周波数帯の波形を各マイク間で比較するこ
とにより、各マイクの異常音・異常振動の到着時間差が
導かれる。これに、各バイノーラルプロセシング用集音
システム１の設置位置における気圧・温度等を考慮した
音速を加味することにより、各バイノーラルプロセシン
グ用集音システム１からの異常音・異常振動発生源の方
向を算出する。各バイノーラルプロセシング用集音シス
テムごとに、異常音・異常振動発生源の方向を算出した
後、これをもとに、三点法（異なる３つの点からの方位
が焦点を結ぶ位置を特定する方法）を用い異常音・異常
振動の発生源を特定する。

【００１５】なお、三点法を用い異常音・異常振動の発
生源を特定するためには、バイノーラルプロセシング用
集音システムを最低限３ヶ所に設置すれば良いことにな
るが、原子炉や冷却水パイプ等の障害物が存在し、また
方位をもとにした三点法では、特定位置は事実上、点に
はならず距離に従って増加する誤差をともなった立体と
なる性質をもつ関係上、バイノーラルプロセシング用集
音システムの設置数・設置位置については、環境に応じ
た配慮が必要となる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明による不可視
環境の状態監視装置は、上記の構成であるから以下に述
べる効果を有する。 １．新しい機能を備える。 （１）密閉不可視、かつ光源の存在しない環境において
も何ら制約を受けることなく、対象物の状態変化を監視
することができ、状態変化の発生位置を特定することが
できる。 （２）オペレーターによる常時監視をコンピューターに
より代替することができる。 ２．性能が向上する。 視覚的（物理的）な状態変化が発生する前に前兆となる
音響環境の変化、振動の変化を感知することにより、早
期に状態の変化（異常）を発見することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の不可視環境の状態監視装置の１実施例
（格納容器内の原子炉の監視装置）の構成図。

【図２】図１の実施例における状態監視装置の処理フロ
ーチャート。

【図３】図１の実施例における位置特定装置の処理フロ
ーチャート。

【符号の説明】

１ バイノーラルプロセシング用集音システム ２ バイノーラルプロセシング用モニター（再生）装置 ３ 録音装置 ４ 状態監視装置 ５ 位置特定装置 ６ 感知音波・振動データ分配器 １１ 原子炉格納容器 １２ 原子炉 １３ 監視室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視対象の環境内に配設され、該環境内
   の音波・振動を感知する複数のバイノーラルプロセシン
   グ用集音システムを有し、該集音システムと連結し、監
   視室に収納された、前記監視対象の音響環境を再現する
   モニター装置と、該環境音の録音装置と、前記監視対象
   の正常作動時の環境音の周波数特性を基準として、コン
   ピュータにより監視対象の環境音の変化を常時監視する
   状態監視装置と、監視対象の環境音に異常が発生したと
   きその位置を特定する位置特定装置とからなる不可視環
   境の状態監視装置。
2. 【請求項２】 バイノーラルプロセシング用集音システ
   ムがアレイマイクである請求項１記載の不可視環境の状
   態監視装置。