JPH08101091A - バルブ締切り検査方法及びバルブ締切検査器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バルブの締切り検査の作業性の向上及び正確性
の向上を図る。 【構成】バルブを開いた状態で、バルブの一方からガス
管内に周波数の異なる多数の音波を順次送入し、これを
バルブの他方で受信して各周波数の音波について音圧レ
ベルを測定した後、バルブを閉め、再びバルブの一方か
ら上記各周波数と同じ周波数の音波を上記と同じ順序で
送入し、これをバルブ他方で受信して音圧レベルを測定
し、各周波数の音波についてバルブ閉状態における音圧
レベルをバルブ開状態における音圧レベルと比較してそ
の減衰レベルを求め、全送入音の中から減衰レベルの大
きい順位で中央に位置する音を選んでその減衰値を判定
値と比較し、判定値に対する大小によりバルブの締切り
性の良否を表示器に表示する。その際、発信音のレベル
の調整、発信、発信音の周波数変換及び締切り性判定の
ための演算、判定結果の表示を全て自動で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブ締切検査方法と
その方法を実施するためのバルブ締切り検査器、更に詳
しくは、天然ガス転換時にガス配管に設けられるバタフ
ライ弁を全閉にしたときに、その締切りが確実かどうか
を音波により確認する方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ガスの供給において、天然ガスへの
転換は、ガス導管のバルブにより需要家を数百戸のセク
タに分け、このセクタを順次変換していく方法を採って
いるが、セクタを分割するため転換前に導管にバルブが
切り込まれる。このバルブはバタフライバルブであるた
め、管内に錆、砂等が有って締切り不良となると、転換
時に転換後のガスが転換前のガスに流入することになり
問題となる。従って、転換前から転換後まで定期的にバ
ルブの締切りチェックを行なう必要がある。

【０００３】このバルブの締切りチェックは、通常バル
ブの一方からスピーカで音を入れ、他方からマイクロフ
ォンでその漏洩音をキャッチしてバルブの締切り度合い
を判断する方法が採られており（特効平４−４１７６８
号公報参照）、そのための漏洩検査器、即ちバルブ締切
り検査器として、従来知られているものはバルブの締切
り度合いをメータの針の振れ具合を見て判断するもの
で、先ず、バルブを開けた状態で発振器を作動させて、
スピーカーからガス管内に音を流入させ、メーターの針
の振れを見ながら周波数摘みを回して周波数を変え、針
が最も振れる共振点を探し、共振点を見付けたらレベル
調節摘みを操作して針を所定位置に合わせておき、次に
バルブを閉めて装置を切換スイッチで測定に切り換えて
再びスピーカで音を流し、針が所定以上に振れたらバル
ブの締切りが不完全で、漏れがあるとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のバルブ締切り検査方法のように、単にバルブの一方か
らスピーカで音を入れ、他方からマイクロフォンでその
漏洩音をキャッチし、漏洩音の有無によってバルブの締
切り度合いを判断する方法では、管内雑音により締切判
定が困難である。また、従来のバルブ締切り検査器は、
調整操作が手動であるため個人により判定が異なり、正
確な判定ができ難い。本発明は従来技術が有する上記問
題点に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、締
切具合の判定が簡単、且つ正確にできるバルブ締切り検
査方法及びその検査方法に使用するバルブ締切り検査器
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のバルブ締切検査方法は、ガス管に設けられた
バルブを開いた状態で、該バルブの一方からガス管内に
周波数の異なる多数の音波をスピーカで順次送入し、こ
れをバルブの他方においてマイクロフォンで受信して各
周波数の音波についてレベル測定した後、バルブを閉
め、再びバルブの一方から上記各周波数と同じ周波数の
音波を上記と同じ順序で送入し、これをバルブ他方で受
信してレベルを測定し、各周波数の音波についてバルブ
閉状態における音圧レベルをバルブ開状態における音圧
レベルと比較してその減衰レベルを求め、全送入音の中
から減衰レベルの大きい順位で中央に位置する音の減衰
値をあらかじめ定めた判定値と比較して、その値の判定
値に対する大小によりバルブの締切り性の良否を検査す
るものである。上記ガス管内への音波の送入に際して
は、バルブを開いた状態でガス管内に音波を送入すると
きのスピーカの出力を最大レベルの1/10とし、バルブを
閉めた状態でガス管内に音波を送入するときのスピーカ
の出力を最大レベルとする。また、ガス管内に送入する
音波の周波数は500Hz 乃至1000Hz、好ましくは700Hz 乃
至900Hz とする。また、上記方法を実施するバルブ締切
りチェッカーは周波数の異なる多数の音波を順次発信す
る音波発信器と、音波発信器から発信された音をガス管
に設けられたバルブの一方においてガス管内に送入する
ために、発信器に接続して設けられるスピーカと、上記
バルブの他方においてガス管内の音を受信するためのマ
イクロフォンと、バルブの開閉の確認をキー操作により
入力するバルブ開閉確認手段と、マイクロフォンに接続
され、該マイクロフォンで受信される音について音圧レ
ベルを測定するレベル測定手段と、マイクロフォンで受
信した各周波数の音について、バルブの開が確認されて
いる状態でレベル測定手段が測定した音圧レベル及びバ
ルブの閉が確認されている状態で測定した音圧レベルに
基づき、バルブ開のときに対する閉のときの音圧の減衰
レベルを算出する減衰レベル算出手段と、減衰レベル算
出手段が算出した値を大きい順に並べ変え、受信した全
ての音の中で減衰レベルが真中に位置するものを選出す
る比較対象選出手段と、比較対象選出手段で選択された
値について、予め定められた判定値と比較判定する比較
手段と、比較手段の比較結果に対応する表示信号を発生
する表示制御手段と、表示制御手段の表示信号を入力し
て締切り性の良、不良を表示する表示手段とを備えるも
のである。そしてこのバルブ締切りチェッカーには発信
音と受信音の同期検波回路を設ける。

【０００６】

【作用】以上のように構成したバルブ締切検査方法にあ
っては、バルブの一方からガス管内に送入される周波数
の異なる多数の音の平均的な減衰レベルでバルブの締切
り具合が確認され締切り性確認の再現性が高く、しかも
単なる平均値での確認ではなく、減衰レベルが大きい順
位で真中の値で確認するので締切り判定において突発的
なノイズの影響を受けにくい。また、500Hz 乃至1000H
z、好ましくは700Hz 乃至900Hz の周波数の音波を使用
するので、管内ノイズ成分である低周波数域と、バルブ
通過性の高い高周波数域は除外される。バルブを開いた
状態でガス管内に音波を送入するときのスピーカの出力
を最大レベルの1/10とし、バルブを閉めた状態でガス管
内に音波を送入するときのスピーカの出力を最大レベル
とするので、バルブを閉めた状態での受信の実質的な感
度はバルブを開けて行った場合の10倍に上がる。発信音
と受信音の周波数同期検波が行われるため、発信音の周
波数の減衰レベルの選択的測定が可能になる。一方、バ
ルブ締切検査器にあってはバルブの開閉確認のキー操作
をするだけで、発信音のレベルの調整、発信、発信音の
周波数変換及び締切り性判定のための演算が、判定結果
の表示が全て自動で行われる。

【０００７】

【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施の一例を説
明する。図２は本発明バルブ締切検査器を用いてバルブ
の締切り状態を検査する状態を示し、図中Ａは検査器本
体でそのケーシング表面には、電源スイッチ１、必要な
操作キー２、表示部３、スピーカ接続端子４、マイク接
続端子５等が設けられている。上記操作キー２として、
この実施例ではエンターキー2a、リトライキー2b、ニュ
ーテストキー2c、エンドキー2dの４個のキーを備えてい
る。

【０００８】また、上記検査器本体Ａ内には図３に示す
ように、音波発信器６、パワーアンプ７、マイクアンプ
８、Ａ／Ｄコンバータ９、及びＣＰＵ10a 、メモリ10b
、Ｉ／Ｏポート10c 等からなる制御部10等が内蔵さ
れ、この制御部10に前記各操作キー２及びＡ／Ｄコンバ
ータ９が夫々接続されている。尚、この検査器本体Ａに
は不図示の乾電池が電源として用いられている。

【０００９】スピーカ接続端子４、マイク接続端子５に
は夫々スピーカ11、マイクロフォン12が接続され、スピ
ーカ11は締め切り具合をチェックしようとするバタフラ
イバルブ13の一方において、マイクロフォン12はバタフ
ライバルブ13の他方において夫々立管14a 、14b を介し
てガス管14内に連絡される。

【００１０】音波発信器６はその作動及び発信音波の周
波数を制御部10により制御されて所要の周波数で波型電
気信号を発振し、パワーアンプ７がこれを増幅してスピ
ーカ11に出力する。スピーカ11はパワーアンプ７を介し
て入力する電気信号を音響エネルギーに変換してガス管
14内に輻射する。一方、マイクロフォン12はガス管14内
の音波を受信してその振動に応じた電気信号を出力し、
マイクアンプ８はマイクロフォン12から入力する電気信
号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ９がこれをデジタル信号
に変換する。

【００１１】制御部10は前記エンターキー2a等の操作キ
ー２からの信号及びＡ／Ｄコンバータ９でデジタル化さ
れたデータ信号を入力し、メモリ10b に記憶されたプロ
グラムに従って必要な処理を行ない、音波発信器６の作
動及び表示部３の表示を制御する。表示部３は液晶表示
器からなり、制御部10からの表示信号に従って操作手順
の表示、作動内容の表示、チェック結果の表示等、必要
な表示を行なう。

【００１２】上記制御部10のメモリ10b に記憶されたプ
ログラムは図６及び図７にフローチャートで示されてい
る。以下フローチャートに基づいて、制御部10の作動に
ついて説明する。

【００１３】電源スイッチ１がＯＮ操作されると、制御
部10は先ず表示部３にバルブ13を開ける指示を表示させ
る。そこで作業者がバルブ13を開き、これを確認するエ
ンターキー2aを操作して確認信号を入力すると、制御部
10は先ず音波発信器６に第１の音波f1を発信させると共
にスピーカ11の出力を最大出力の1/10に制御する。これ
により発信された音波はスピーカ11を介してバルブ13の
一方からガス管14内に送入され、バルブ13の他方側でマ
イクロフォン12により受信される。

【００１４】そこで、制御部10はマイクロフォン12が音
波を受信すると、その音圧レベルを測定し、それを表示
部３に表示させ、且つ記憶させる。これらの動作が終了
すると制御部10は音波発信器６に上記第１の音波f1とは
周波数が異なる第２の音波f2を発信するように指示し、
音波発信器６はその指示に従って第２の音波f1を発信す
る。この第２の音波f2についても第１の音波f1と同様
に、受信音圧のレベル測定、表示部３への表示、記憶を
行う。そして、この動作を所要な回数（ｎ回）繰り返
し、ｎ回目の動作が終了すると表示器３にバルブ13を閉
める指示を表示させる。

【００１５】尚、この実施例では周波数700 乃至900hz
の音波を10Hz間隔で周波数を変更しながら21音発信させ
るようにしている。従って、上記21音全ての音圧レベル
の測定が終了すると、表示器３にバルブ13を閉める指示
を表示させることになる。

【００１６】次に作業者がバルブ13を閉め、エンターキ
ー2aを操作して確認信号を入力すると、制御部10はバル
ブ13を開いた状態で先に行ったと全く同じ周波数、同じ
数の音波を音波発信器６に順次発信させて、バルブ13の
一方からスピーカ11でガス管14内に送入させる。そし
て、上記各周波数の音波をそれが発信される都度、バル
ブ13他方においてマイクロフォン12で受信し、各周波数
の音波について音圧レベルを測定し、更にこれを記憶さ
れているバルブ13を開いた状態での音圧レベルと比較し
て減衰レベルを算出し、それを周波数毎に表示部３に表
示させ、且つ記憶させる。

【００１７】尚、音波発信器６による音波の発信は、一
つの音波について音圧レベルの測定、減衰レベルの算
出、表示部への表示、記憶が終了すると次の音波を発信
するように制御される。その際、制御部10はまたスピー
カ11出力を先程の1/10から最大出力に切替え制御する。
このように、バルブ13を開いた状態ではスピカ11を最大
出力レベルの1/10で出力させたのに対し、バルブ13を閉
めた状態ではスピカ11を最大出力で出力させたことによ
り、Ａ／Ｄコンバータ９のダイナミックレンジを確保す
ることができ、10倍感度が上がったことになる。

【００１８】そして、発信される音全て（21音）につい
て減衰レベルの算出が終了すると、減衰レベルの大きい
順に並べ変え、真中、即ちこの実施例では大きいほうか
ら11番目を選出し、その減衰レベルを判定値と比較す
る。上記判定値はバルブ13を僅かに開けた状態で予め求
めておいたもので、この実施例の場合-45dB に設定され
ており、制御部10は上記11番目の周波数の減衰レベルが
-45dB 以上減衰しているかどうかを判定し、-45dB 以上
減衰していれば表示部に「ok」（締切性良好）を表示さ
せると共に上記11番目の周波数の減衰レベルも表示させ
る。

【００１９】一方、上記上記11番目の周波数の減衰レベ
ルが-45dB まで減衰していない場合には、表示部に「N
G」（締切性不良）とその減衰レベルを表示させる。
尚、「ok」「NG」いずれの場合も、減衰レベルの大きい
周波数の音から何番目の周波数の音までが-45dB 以上減
衰しているか分かるように、その番号を表示する。この
番号は締切の程度を示しており、［０］から「21］の21
段階で、数が大きいほど締切性はより良好であることに
なる。

【００２０】上記表示後は、リトライキー2bを操作すれ
ばバルブ13を閉めた後の音波発生の動作以降の動作を繰
り返し、ニュウテストキー2cを操作すれば再び最初から
テストを開始する。そしてエンドキー2dを操作すれば表
示部３に測定終了の表示と、電源を切るような指示表示
が出されプログラムを終了する。

【００２１】尚、斯かるバルブの締め切りチェックにお
いては、測定値の音は外来雑音よりはるかに小さいた
め、雑音が問題になる。そこで、この実施例ではロック
インアンプ方式を採用している。

【００２２】ロックインアンプ方式は基本的には反転ア
ンプ15、切換スイッチ16、ローパスフィルター17を備え
る図４の回路をからなり、入力される周波数と同じ周波
数でスイッチングを行なうと片方の極性のみにレベルが
現れるが、雑音または別の周波数の場合は、同期性がな
いためスイッチングの出力が不規則となり、正、負両方
の信号が現われる。（図４において符号18で示す上記反
転アンプ15、切換スイッチ16を破線枠で囲んだ部分を以
下の説明では同期検波器と称する。） これを時定数の長いローパスフイルター17を通すとほぼ
０になる。

【００２３】上記出力レベルはスイッチングタイミング
と入力信号のタイミンクセにより変わり、スイッチング
と入力信号の位相が０゜の場合における図４におけるA1
〜A4の各部の出力状態は図５のようになり、正側の最大
となるが、180 ゜ずれると負側の最大となり、90゜だと
０になってしまう。

【００２４】実際には、パワーアンプ７、スピーカ伝達
経路により位相が定まらないため、本施例では図３に示
すように90゜位相をずらしたものとを組み合わせ、ベク
トル合成を行なうようにしている。

【００２５】即ち、発振器６にその波形信号の立上がり
時に出力する第１モノマルチバイブレータ（ＭＭ₁ ）19
と波形信号の立ち下がり時に出力する第２モノマルチバ
イブレータ（ＭＭ₂ ）20を接続すると共にマイクアンプ
８に第１同期検波器18a と第２同期検波器18b を接続
し、第１モノマルチバイブレータ19をローパスフィルタ
ー17a を介してパワーアンプ７に接続する一方、第１同
期検波器18a にも接続し、第２モノマルチバイブレータ
20を第２同期検波器18b に接続している。一方、第１同
期検波器18a と第２同期検波器18b は夫々ローパスフィ
ルター17b 、17c を介してＡ／Ｄコンバータに接続して
いる。これにより、発振器６から発信される波形電気信
号はａとこれとは90゜位相がずれたｂに分周され、ａが
スピーカ11から音波としてガス管14内に送入される。

【００２６】マイクロフォン12でキャッチされる音は第
１検波器18a ではａと同じ周波数でスイッチングされ、
ローパスフィルター17b を介してレベルSaとしてＡ／Ｄ
コンバータ９に入力されると共に第２検波器18b ではｂ
と同じ周波数でスイッチングされ、ローパスフィルター
17c を介してレベルSbとしてＡ／Ｄコンバータ９に入力
されて、夫々デジタル信号に変換され、制御部10のＣＰ
Ｕ10a において下式によりベクトル演算され、これが測
定値とされる。

【数１】

【００２７】

【効果】本発明は以上のように構成したので、下記する
ような効果を奏する。 （１）．請求項１のバルブ締切り検査方法においては、
バルブの一方からガス管内に送入される周波数の異なる
多数の音の平均的な減衰レベルでバルブの締切り具合が
確認されるので、締切り性確認の再現性が高い。しかも
単なる平均値での確認ではなく、減衰レベルが大きい順
位で真中の値で確認するので締切り判定において突発的
なノイズの影響を受けにくい。 （２）．請求項２のバルブ締切り検査方法においては、
バルブを開いた状態でガス管内に音波を送入するときの
スピーカの出力を最大レベルより小さくし、バルブを閉
めた状態で状態でガス管内に音波を送入するときのスピ
ーカの出力を最大レベルとするようにしたので、バルブ
を閉めた状態で音圧レベルを測定する際には実質的に10
倍感度を上げる事ができ、測定の精度を高くすることが
できる。 （３）．請求項３のバルブ締切り検査方法においては、
ガス管内に送入する音波の周波数を管内ノイズ成分であ
る低周波数域と、バルブ通過性の高い高周波数域を除外
した500Hz 乃至1000Hz、好ましくは700Hz 乃至900Hz と
したので、ノイズの影響され難く、検査の正確性が向上
する。 （４）．請求項４のバルブ締切り検査方法においては、
発信音と受信音の同期検波を行うようにしたので、発信
音の周波数の減衰レベルが選択的に測定でき、管内ノイ
ズに影響されにくい。 （５）．請求項５のバルブ締切り検査器においては、バ
ルブの開閉確認のキー操作をするだけで、発信音のレベ
ルの調整、発信、発信音の周波数変換及び締切り性判定
のための演算、判定結果の表示が全て自動で行われ、手
動調整及び勘や経験による人為的な判断が介在しないの
で、バルブの締切りが確実かどうかのチェックを簡単且
つ正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明バルブ締切りチェッカーの構成を示す機
能ブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すバルブ締切りチェッカ
ー外観図で、使用状態を示している。

【図３】ブロック図。

【図４】ロックインアンプの原理を説明する回路図。

【図５】図４の各部における出力の状態を示す説明図。

【図６】操作フローを示す説明図。

【図７】操作フローを示す説明図で、図６の操作から続
く操作を説明している。

【符号の説明】

2a：バルブ開閉確認手段（エンターキー） ３：表
示手段（表示部） ６：音波発信器 10：制
御部 11：スピカ 12：マ
イクロフォン 13：バルブ（バタフライバルブ） 14：ガ
ス管

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス管に設けられたバルブを開いた状態
   で、該バルブの一方からガス管内に周波数の異なる多数
   の音波をスピーカで順次送入し、これをバルブの他方で
   マイクロフォンで受信して各周波数の音波について音圧
   レベルを測定した後、バルブを閉め、再びバルブの一方
   から上記各周波数と同じ周波数の音波を上記と同じ順序
   で送入し、これをバルブ他方で受信して音圧レベルを測
   定し、各周波数の音波についてバルブ閉状態における音
   圧レベルをバルブ開状態における音圧レベルと比較して
   その減衰レベルを求め、全送入音の中から減衰レベルの
   大きい順位で中央に位置する音の減衰値をあらかじめ定
   めた判定値と比較してその値の判定値に対する大小によ
   りバルブの締切り性の良否を検査することを特徴とする
   バルブ締切り検査方法。
2. 【請求項２】バルブを開いた状態でガス管内に音波を送
   入するときのスピーカの出力を最大レベルより小さく
   し、バルブを閉めた状態で状態でガス管内に音波を送入
   するときのスピーカの出力を最大レベルとすることを特
   徴とする請求項１記載のバルブ締切り検査方法。
3. 【請求項３】ガス管内に送入する音波の周波数が500Hz
   乃至1000Hz、好ましくは700Hz 乃至900Hz であることを
   特徴とする請求項１記載のバルブ締切り検査方法。
4. 【請求項４】発信音と受信音の同期検波を行うことを特
   徴とする請求項１記載のバルブ締切り検査方法。
5. 【請求項５】周波数の異なる多数の音波を順次発信する
   音波発信器と、音波発信器から発信された音をガス管に
   設けられたバルブの一方においてガス管内に送入するた
   めに、発信器に接続して設けられるスピーカと、上記バ
   ルブの他方においてガス管内の音を受信するためのマイ
   クロフォンと、バルブの開閉の確認をキー操作により入
   力する確認手段と、マイクロフォンに接続され、該マイ
   クロフォンで受信される音について音圧レベルを測定す
   る音圧レベル測定手段と、マイクロフォンで受信した各
   周波数の音について、バルブの開放が確認されている状
   態で音圧レベル測定手段が測定した音圧レベル及びバル
   ブの閉鎖が確認されている状態で測定した音圧レベルに
   基づき、バルブ開のときに対する閉のときの音圧減衰レ
   ベルを算出する減衰レベル算出手段と、減衰レベル算出
   手段が算出した値を大きい順に並べ変え、受信した全て
   の音の中で減衰レベルが真中に位置するものを選出する
   比較対象選出手段と、比較対象選出手段で選出された値
   について、予め定められた判定値と比較判定する比較手
   段と、比較手段の比較結果に対応する表示信号を発生す
   る表示制御手段と、表示制御手段の表示信号に基づき締
   切り性の良、不良を表示する表示手段とを備えることを
   特徴とするバルブ締切り検査器。
6. 【請求項６】バルブ開閉確認手段及びスピーカに連絡
   し、スピーカの出力をバルブ開のときには1/10の出力
   に、バルブ閉のときには最大出力に切替えるスピーカ出
   力切替え手段を備えることを特徴とする請求項５記載の
   バルブ締切り検査器。