JPH1062292A - 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法 - Google Patents
配管漏洩位置特定方法における信号処理方法Info
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- JPH1062292A JPH1062292A JP22192296A JP22192296A JPH1062292A JP H1062292 A JPH1062292 A JP H1062292A JP 22192296 A JP22192296 A JP 22192296A JP 22192296 A JP22192296 A JP 22192296A JP H1062292 A JPH1062292 A JP H1062292A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 管内圧力が比較的低いガス配管等の配管に対
してであっても、音波式の配管漏洩位置特定方法を適用
することができる配管漏洩位置特定方法における信号処
理方法を提供することである。 【解決手段】 配管の両端にマイク２を取り付けてこの
両端のマイク２で検出した漏洩音波の伝搬時間差に基づ
いて配管の漏洩位置を特定する配管漏洩位置特定方法に
おける信号処理方法において、両端のマイク２で検出し
た音波信号の所定の低周波成分をアンプ５内のアナログ
ハイパスフィルタによってカットし、その後、音波信号
に対してデータ処理部６でディジタルバンドパスフィル
タ処理を施すことによって、音波信号のノイズ成分を除
去するようにした。
してであっても、音波式の配管漏洩位置特定方法を適用
することができる配管漏洩位置特定方法における信号処
理方法を提供することである。 【解決手段】 配管の両端にマイク２を取り付けてこの
両端のマイク２で検出した漏洩音波の伝搬時間差に基づ
いて配管の漏洩位置を特定する配管漏洩位置特定方法に
おける信号処理方法において、両端のマイク２で検出し
た音波信号の所定の低周波成分をアンプ５内のアナログ
ハイパスフィルタによってカットし、その後、音波信号
に対してデータ処理部６でディジタルバンドパスフィル
タ処理を施すことによって、音波信号のノイズ成分を除
去するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は配管漏洩位置特定方
法における信号処理方法に関する。
法における信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスや水道等の土中埋設配管は腐食等に
よって穴が空き、管内の輸送対象物が漏洩してしまうこ
とがある。このような場合、漏洩位置を精度よく特定
し、その漏洩位置だけを掘り起こして修理するのが望ま
しい。
よって穴が空き、管内の輸送対象物が漏洩してしまうこ
とがある。このような場合、漏洩位置を精度よく特定
し、その漏洩位置だけを掘り起こして修理するのが望ま
しい。
【０００３】従来から、配管の漏洩位置を特定する方法
として音波式の配管漏洩位置特定方法が知られている。
たとえば、特開平５−８７６６９号公報に開示された配
管漏洩検査方法は、水、油等を輸送する配管における漏
洩位置を特定する方法であり、この方法は、配管上の２
点で音圧を検出し、この２点で得た音圧の信号を相互相
関法にて処理することによって２点に漏洩音波が伝わる
までの伝搬時間の差を求め、この伝搬時間の差に基づい
て漏洩位置を特定する方法である。
として音波式の配管漏洩位置特定方法が知られている。
たとえば、特開平５−８７６６９号公報に開示された配
管漏洩検査方法は、水、油等を輸送する配管における漏
洩位置を特定する方法であり、この方法は、配管上の２
点で音圧を検出し、この２点で得た音圧の信号を相互相
関法にて処理することによって２点に漏洩音波が伝わる
までの伝搬時間の差を求め、この伝搬時間の差に基づい
て漏洩位置を特定する方法である。
【０００４】たとえば、図９を参照すると、配管１上の
任意の２点（点Ａと点Ｂ）にマイク２およびマイク３を
取り付け、このマイク２、３によって点Ｃの漏洩位置か
らの漏洩音波を測定する。そして、マイク２で得た音波
信号とマイク３で得た音波信号とを相互相関法にて処理
することによって２点に漏洩音波が伝わるまでの伝搬時
間の差を求め、この伝搬時間の差に基づいて漏洩位置で
ある点Ｃを特定することができる。
任意の２点（点Ａと点Ｂ）にマイク２およびマイク３を
取り付け、このマイク２、３によって点Ｃの漏洩位置か
らの漏洩音波を測定する。そして、マイク２で得た音波
信号とマイク３で得た音波信号とを相互相関法にて処理
することによって２点に漏洩音波が伝わるまでの伝搬時
間の差を求め、この伝搬時間の差に基づいて漏洩位置で
ある点Ｃを特定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の特開
平５−８７６６９号公報に開示された配管漏洩検査方法
では、水、油等を輸送する配管を対象としており、この
ような配管は、管内圧力が比較的高く、漏洩音が大きな
音になるという特徴がある。これに対して、たとえば、
ガスの配管のように、管内圧力が比較的低く、漏洩音が
小さい場合には、上述の特開平５−８７６６９号公報に
開示された配管漏洩検査方法を単純に適用すると、雑音
と漏洩音の区別がつきづらく漏洩位置の特定が困難であ
るという問題があった。このため、従来は、管内圧力が
比較的低いガス配管等の配管に対しては音波式の配管漏
洩位置特定方法が適用されていない状況であった。
平５−８７６６９号公報に開示された配管漏洩検査方法
では、水、油等を輸送する配管を対象としており、この
ような配管は、管内圧力が比較的高く、漏洩音が大きな
音になるという特徴がある。これに対して、たとえば、
ガスの配管のように、管内圧力が比較的低く、漏洩音が
小さい場合には、上述の特開平５−８７６６９号公報に
開示された配管漏洩検査方法を単純に適用すると、雑音
と漏洩音の区別がつきづらく漏洩位置の特定が困難であ
るという問題があった。このため、従来は、管内圧力が
比較的低いガス配管等の配管に対しては音波式の配管漏
洩位置特定方法が適用されていない状況であった。
【０００６】以下に、管内圧力が比較的低いガス配管等
の配管に対して従来の配管漏洩位置特定方法を適用した
場合の具体的な問題点を整理しておく。 （１）低圧のガス配管における漏洩音のレベルは小さ
く、また外部ノイズが大きい場合、漏洩音波がノイズに
埋もれてしまい、漏洩音波の抽出が困難である。 （２）外部ノイズは低周波成分を非常に多く含んでお
り、低周波成分は配管内を減衰することなく広い範囲に
残っているため、漏洩音波の特定に必要な周波数帯域の
信号を阻害する。 （３）配管内に混入する外部ノイズには数種類（ガバナ
音、燃焼音、打撃音、付近を通行する車や人による騒音
等）が存在するため、ノイズをカットするフィルタの設
計がきわめて難しい。 （４）漏洩音波はほぼ白色化されているが、配管構成お
よび埋設条件等によって漏洩音波が共鳴し、この共鳴に
よってピークが発生する場合がある。このようにピーク
が発生している場合には、漏洩音波がノイズと区別でき
たとしても、相互相関法にて処理する際に、配管上の２
点に漏洩音波が伝わるまでの伝搬時間の差を精度よく求
めることができず、漏洩位置の特定が困難になる。
の配管に対して従来の配管漏洩位置特定方法を適用した
場合の具体的な問題点を整理しておく。 （１）低圧のガス配管における漏洩音のレベルは小さ
く、また外部ノイズが大きい場合、漏洩音波がノイズに
埋もれてしまい、漏洩音波の抽出が困難である。 （２）外部ノイズは低周波成分を非常に多く含んでお
り、低周波成分は配管内を減衰することなく広い範囲に
残っているため、漏洩音波の特定に必要な周波数帯域の
信号を阻害する。 （３）配管内に混入する外部ノイズには数種類（ガバナ
音、燃焼音、打撃音、付近を通行する車や人による騒音
等）が存在するため、ノイズをカットするフィルタの設
計がきわめて難しい。 （４）漏洩音波はほぼ白色化されているが、配管構成お
よび埋設条件等によって漏洩音波が共鳴し、この共鳴に
よってピークが発生する場合がある。このようにピーク
が発生している場合には、漏洩音波がノイズと区別でき
たとしても、相互相関法にて処理する際に、配管上の２
点に漏洩音波が伝わるまでの伝搬時間の差を精度よく求
めることができず、漏洩位置の特定が困難になる。
【０００７】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、管内圧力が比較的低いガス配管等の配管に対して
であっても、音波式の配管漏洩位置特定方法を適用する
ことができる配管漏洩位置特定方法における信号処理方
法を提供することを目的とする。
ので、管内圧力が比較的低いガス配管等の配管に対して
であっても、音波式の配管漏洩位置特定方法を適用する
ことができる配管漏洩位置特定方法における信号処理方
法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、配管の両端に音波検出手段を取り付けて
この両端の音波検出手段で検出した漏洩音波の伝搬時間
差に基づいて前記配管の漏洩位置を特定する配管漏洩位
置特定方法における信号処理方法において、前記両端の
音波検出手段で検出した音波信号の所定の低周波成分を
アナログハイパスフィルタによってカットし、その後、
前記音波信号に対してディジタルバンドパスフィルタ処
理を施すことによって、前記音波信号のノイズ成分を除
去するようにした。
成するために、配管の両端に音波検出手段を取り付けて
この両端の音波検出手段で検出した漏洩音波の伝搬時間
差に基づいて前記配管の漏洩位置を特定する配管漏洩位
置特定方法における信号処理方法において、前記両端の
音波検出手段で検出した音波信号の所定の低周波成分を
アナログハイパスフィルタによってカットし、その後、
前記音波信号に対してディジタルバンドパスフィルタ処
理を施すことによって、前記音波信号のノイズ成分を除
去するようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１０】図１は、本発明による配管漏洩位置特定方
法における信号処理方法を実現するシステムのブロック
図である。
法における信号処理方法を実現するシステムのブロック
図である。
【００１１】ここで、配管に対するマイクの取付状態は
従来と同様であるので、図９も参照して説明する。
従来と同様であるので、図９も参照して説明する。
【００１２】図９に示すように配管１にはマイク２とマ
イク３の２つのマイクが取り付けられるが、図１ではマ
イク２についてだけ示してある。マイク３についての構
成もマイク２と同様である。
イク３の２つのマイクが取り付けられるが、図１ではマ
イク２についてだけ示してある。マイク３についての構
成もマイク２と同様である。
【００１３】図９のように配管１に取付けられたマイク
２は、配管１を伝わる音波を検出し、音波信号として出
力する。この音波信号は、アンプ５で増幅されるととも
に、アンプ５に内蔵されたアナログＨＰＦ（ハイパスフ
ィルタ）によって低周波成分を除去される。このアナロ
グＨＰＦとしてはたとえば低周波成分カット用５０ｄｂ
／ｏｃｔアナログＨＰＦを用いればよい。アンプ５によ
って増幅および低周波成分除去をされた音波信号はデー
タ処理部６に入力される。データ処理部６では、入力さ
れた信号に対して、雑音を除去し前述の相互相関法に必
要な周波数帯域のみを通過させるためにディジタルＢＰ
Ｆ（バンドパスフィルタ）処理を行い、出力する。この
データ処理部６の出力信号は前述の相互相関法に用いら
れる。
２は、配管１を伝わる音波を検出し、音波信号として出
力する。この音波信号は、アンプ５で増幅されるととも
に、アンプ５に内蔵されたアナログＨＰＦ（ハイパスフ
ィルタ）によって低周波成分を除去される。このアナロ
グＨＰＦとしてはたとえば低周波成分カット用５０ｄｂ
／ｏｃｔアナログＨＰＦを用いればよい。アンプ５によ
って増幅および低周波成分除去をされた音波信号はデー
タ処理部６に入力される。データ処理部６では、入力さ
れた信号に対して、雑音を除去し前述の相互相関法に必
要な周波数帯域のみを通過させるためにディジタルＢＰ
Ｆ（バンドパスフィルタ）処理を行い、出力する。この
データ処理部６の出力信号は前述の相互相関法に用いら
れる。
【００１４】図２は図１に示した各ブロックの入出力信
号の周波数特性を示す図であり、（ａ）は図１に示した
マイク２の出力信号、（ｂ）は図１に示したアンプ５の
出力信号、（ｃ）はデータ処理部６の出力信号を示す。
図２（ａ）〜（ｃ）において、縦軸はデシベル表示した
音圧、横軸は周波数である。
号の周波数特性を示す図であり、（ａ）は図１に示した
マイク２の出力信号、（ｂ）は図１に示したアンプ５の
出力信号、（ｃ）はデータ処理部６の出力信号を示す。
図２（ａ）〜（ｃ）において、縦軸はデシベル表示した
音圧、横軸は周波数である。
【００１５】また、図３は図１に示した各ブロックにお
けるフィルタ特性を示す図であり、（ａ）は図１に示し
たアンプ５のフィルタ特性、（ｂ）は図１に示したデー
タ処理部６のフィルタ特性を示す。図３（ａ）〜（ｂ）
において、縦軸はデシベル表示した音圧、横軸は周波数
である。
けるフィルタ特性を示す図であり、（ａ）は図１に示し
たアンプ５のフィルタ特性、（ｂ）は図１に示したデー
タ処理部６のフィルタ特性を示す。図３（ａ）〜（ｂ）
において、縦軸はデシベル表示した音圧、横軸は周波数
である。
【００１６】データ処理部６におけるディジタルＢＰＦ
処理の前にアンプ５内のアナログＨＰＦで低周波成分を
カットする理由は、前述のように雑音が低周波成分を多
く含んでいるために予めこの低周波成分を大まかにカッ
トしておくためであり、アナログＨＰＦによる低周波成
分のカットには処理時間がほとんどかからないが、アナ
ログＨＰＦによる低周波成分のカットを行わずにディジ
タルＢＰＦ処理だけを行うとすると処理時間が大幅にか
かってしまうからである。
処理の前にアンプ５内のアナログＨＰＦで低周波成分を
カットする理由は、前述のように雑音が低周波成分を多
く含んでいるために予めこの低周波成分を大まかにカッ
トしておくためであり、アナログＨＰＦによる低周波成
分のカットには処理時間がほとんどかからないが、アナ
ログＨＰＦによる低周波成分のカットを行わずにディジ
タルＢＰＦ処理だけを行うとすると処理時間が大幅にか
かってしまうからである。
【００１７】アンプ５内のアナログＨＰＦでカットする
周波数帯域は、雑音が含まれる低周波成分を大まかにカ
ットできるように予め実験等で求め、固定にしておけば
よい。これに対して、データ処理部６におけるディジタ
ルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域は、たとえば雑音
の状況によって通過させるべき周波数帯域が異なるの
で、配管漏洩位置特定の測定を行う際に最適に求める必
要がある。以下に、このデータ処理部６におけるディジ
タルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域を求める処理に
ついて説明する。
周波数帯域は、雑音が含まれる低周波成分を大まかにカ
ットできるように予め実験等で求め、固定にしておけば
よい。これに対して、データ処理部６におけるディジタ
ルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域は、たとえば雑音
の状況によって通過させるべき周波数帯域が異なるの
で、配管漏洩位置特定の測定を行う際に最適に求める必
要がある。以下に、このデータ処理部６におけるディジ
タルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域を求める処理に
ついて説明する。
【００１８】図４は、図１に示したデータ処理部６にお
けるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のう
ち下限の周波数を求める処理のフローチャートである。
けるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のう
ち下限の周波数を求める処理のフローチャートである。
【００１９】まず、配管１にマイク２および３を取り付
け（Ｆ−１）、バルブが開いた状態で（Ｆ−２）配管１
内の音を所定時間だけ測定する（Ｆ−３）。バルブは配
管１内の輸送対象物、たとえばガスの流れを遮断するた
めに配管１に設けられたものであり、バルブを開いた状
態においてはマイク２および３で測定される音は漏洩音
とノイズとが合成されたものとなり、バルブを閉じた状
態においてはマイク２および３で測定される音はノイズ
だけになる。ステップ（Ｆ−４）ではステップ（Ｆ−
３）で測定した音波信号に対してたとえばＦＦＴ（高速
フーリエ変換）を施すことによって周波数分析を行う。
け（Ｆ−１）、バルブが開いた状態で（Ｆ−２）配管１
内の音を所定時間だけ測定する（Ｆ−３）。バルブは配
管１内の輸送対象物、たとえばガスの流れを遮断するた
めに配管１に設けられたものであり、バルブを開いた状
態においてはマイク２および３で測定される音は漏洩音
とノイズとが合成されたものとなり、バルブを閉じた状
態においてはマイク２および３で測定される音はノイズ
だけになる。ステップ（Ｆ−４）ではステップ（Ｆ−
３）で測定した音波信号に対してたとえばＦＦＴ（高速
フーリエ変換）を施すことによって周波数分析を行う。
【００２０】次に、バルブを閉じ（Ｆ−５）、この状態
で再度、配管１内の音を所定時間だけ測定する（Ｆ−
６）。そして、ステップ（Ｆ−７）ではステップ（Ｆ−
６）で測定した音波信号に対してたとえばＦＦＴ（高速
フーリエ変換）を施すことによって周波数分析を行う。
で再度、配管１内の音を所定時間だけ測定する（Ｆ−
６）。そして、ステップ（Ｆ−７）ではステップ（Ｆ−
６）で測定した音波信号に対してたとえばＦＦＴ（高速
フーリエ変換）を施すことによって周波数分析を行う。
【００２１】図５は、測定した音波信号を周波数分析し
た結果の周波数分布を示す図であり、縦軸はデシベル表
示した音圧、横軸は周波数である。
た結果の周波数分布を示す図であり、縦軸はデシベル表
示した音圧、横軸は周波数である。
【００２２】図５において、曲線ａはバルブ遮断前の音
波信号すなわち図４のステップ（Ｆ−３）で測定した音
波信号であり、曲線ｂはバルブ遮断後の音波信号すなわ
ち図４のステップ（Ｆ−６）で測定した音波信号であ
る。
波信号すなわち図４のステップ（Ｆ−３）で測定した音
波信号であり、曲線ｂはバルブ遮断後の音波信号すなわ
ち図４のステップ（Ｆ−６）で測定した音波信号であ
る。
【００２３】図４の説明に戻り、次に、ステップ（Ｆ−
４）で求めた音波信号の周波数分布からステップ（Ｆ−
７）で求めた音波信号の周波数分布を引き算する（Ｆ−
８）。すなわち、各周波数ごとに、図５に示した曲線ａ
の音圧から曲線ｂの音圧を引き算する。
４）で求めた音波信号の周波数分布からステップ（Ｆ−
７）で求めた音波信号の周波数分布を引き算する（Ｆ−
８）。すなわち、各周波数ごとに、図５に示した曲線ａ
の音圧から曲線ｂの音圧を引き算する。
【００２４】図６は、図５に示した曲線ａから曲線ｂを
引き算した結果の曲線を示す図であり、縦軸はデシベル
表示した音圧の差、横軸は周波数である。
引き算した結果の曲線を示す図であり、縦軸はデシベル
表示した音圧の差、横軸は周波数である。
【００２５】上述したように、図５の曲線ａは漏洩音と
ノイズとが合成されたものであり、曲線ｂはノイズだけ
のものである。従って、曲線ａから曲線ｂを引き算する
ことにより、ほぼ漏洩音だけによる曲線が求まる。図６
を参照すると、低い周波数帯域においてはノイズだけで
あるために音圧の差がほとんどなく、ある周波数から急
に音圧の差が大きくなる。この周波数が、図１に示した
データ処理部６におけるディジタルＢＰＦ処理で通過さ
せる周波数帯域のうち下限の周波数である。
ノイズとが合成されたものであり、曲線ｂはノイズだけ
のものである。従って、曲線ａから曲線ｂを引き算する
ことにより、ほぼ漏洩音だけによる曲線が求まる。図６
を参照すると、低い周波数帯域においてはノイズだけで
あるために音圧の差がほとんどなく、ある周波数から急
に音圧の差が大きくなる。この周波数が、図１に示した
データ処理部６におけるディジタルＢＰＦ処理で通過さ
せる周波数帯域のうち下限の周波数である。
【００２６】すなわち、図４のステップ（Ｆ−９）で
は、音圧レベルが所定の閾値を越える最小周波数を求
め、この求めた周波数を図１に示したデータ処理部６に
おけるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域の
うち下限の周波数とする。
は、音圧レベルが所定の閾値を越える最小周波数を求
め、この求めた周波数を図１に示したデータ処理部６に
おけるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域の
うち下限の周波数とする。
【００２７】次に、図１に示したデータ処理部６におけ
るディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のうち
上限の周波数の求め方について説明する。
るディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のうち
上限の周波数の求め方について説明する。
【００２８】図５の曲線ａすなわちバルブ遮断前の音波
信号を参照すると、高周波数側でピークｃおよびｄが発
生していることがわかる。これらのピークは、漏洩音が
配管１内で共鳴して発生するものであり、このようなピ
ークが存在すると相互相関法にて処理して漏洩位置を特
定する際に誤差の原因となるため取り除かなければなら
ない。図５のピークｃは管内１次モード固有周波数にお
けるピークであり、ピークｄは管内２次モード固有周波
数におけるピークである。図１に示したデータ処理部６
におけるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域
のうち上限の周波数は、この漏洩音の共鳴により生じる
ピークを取り除くように定められる。
信号を参照すると、高周波数側でピークｃおよびｄが発
生していることがわかる。これらのピークは、漏洩音が
配管１内で共鳴して発生するものであり、このようなピ
ークが存在すると相互相関法にて処理して漏洩位置を特
定する際に誤差の原因となるため取り除かなければなら
ない。図５のピークｃは管内１次モード固有周波数にお
けるピークであり、ピークｄは管内２次モード固有周波
数におけるピークである。図１に示したデータ処理部６
におけるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域
のうち上限の周波数は、この漏洩音の共鳴により生じる
ピークを取り除くように定められる。
【００２９】図７は、図１に示したデータ処理部６にお
けるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のう
ち下限の周波数を求める処理のフローチャートである。
けるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のう
ち下限の周波数を求める処理のフローチャートである。
【００３０】まず、配管１の管径を予め調べておいてそ
れを入力する（Ｇ−１）。入力された管径から管内モー
ドの固有周波数を計算し（Ｇ−２）、１次モード固有周
波数より低い所定の周波数を、図１に示したデータ処理
部６におけるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数
帯域のうち上限の周波数とする（Ｇ−３）。
れを入力する（Ｇ−１）。入力された管径から管内モー
ドの固有周波数を計算し（Ｇ−２）、１次モード固有周
波数より低い所定の周波数を、図１に示したデータ処理
部６におけるディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数
帯域のうち上限の周波数とする（Ｇ−３）。
【００３１】すなわち、図４で求めた下限周波数から図
７で求めた上限周波数までの間の周波数を通過させるよ
うに、図１に示したデータ処理部６におけるディジタル
ＢＰＦ処理を行えばよい。
７で求めた上限周波数までの間の周波数を通過させるよ
うに、図１に示したデータ処理部６におけるディジタル
ＢＰＦ処理を行えばよい。
【００３２】ところで、漏洩音は白色化し特定周波数成
分をもたない信号であるが、ノイズ成分として特定周波
数成分をもった信号（たとえば、配管の打撃音等）が混
入してしまうことがある。この場合も信号の周波数分布
にピークが生じてしまい、相互相関法にて処理して漏洩
位置を特定する際に誤差の原因となるため取り除かなけ
ればならない。このピークの除去は、図１に示したデー
タ処理部６において、すでに説明したディジタルＢＰＦ
処理のほかに、所望の周波数帯域のみをカットするディ
ジタルＢＥＦ（バンドエリミネートフィルタ）処理を行
うようにすればよい。
分をもたない信号であるが、ノイズ成分として特定周波
数成分をもった信号（たとえば、配管の打撃音等）が混
入してしまうことがある。この場合も信号の周波数分布
にピークが生じてしまい、相互相関法にて処理して漏洩
位置を特定する際に誤差の原因となるため取り除かなけ
ればならない。このピークの除去は、図１に示したデー
タ処理部６において、すでに説明したディジタルＢＰＦ
処理のほかに、所望の周波数帯域のみをカットするディ
ジタルＢＥＦ（バンドエリミネートフィルタ）処理を行
うようにすればよい。
【００３３】ここで、このディジタルＢＥＦ処理でカッ
トする周波数帯域を決定する処理について説明する 図８はディジタルＢＥＦ処理でカットする周波数帯域を
決定する処理について説明する図であり、（ａ）は測定
した音波信号を周波数分析した結果の周波数分布を示す
図、（ｂ）はディジタルＢＥＦ処理のフィルタ特性を示
す図、（ｃ）は（ｂ）のフィルタ特性のディジタルＢＥ
Ｆ処理を（ａ）に施した結果の図であり、図８（ａ）〜
（ｃ）において縦軸はデシベル表示した音圧、横軸は周
波数である。
トする周波数帯域を決定する処理について説明する 図８はディジタルＢＥＦ処理でカットする周波数帯域を
決定する処理について説明する図であり、（ａ）は測定
した音波信号を周波数分析した結果の周波数分布を示す
図、（ｂ）はディジタルＢＥＦ処理のフィルタ特性を示
す図、（ｃ）は（ｂ）のフィルタ特性のディジタルＢＥ
Ｆ処理を（ａ）に施した結果の図であり、図８（ａ）〜
（ｃ）において縦軸はデシベル表示した音圧、横軸は周
波数である。
【００３４】まず、図１に示したデータ処理部６におけ
るディジタルＢＰＦ処理を施した結果の信号の音圧レベ
ルの平均値を算出し、この平均値に所定の値だけ足した
値をしきい値として定める。そして、図４のステップ
（Ｆ−４）の結果の信号、すなわちバルブが開いた状態
で配管１内の音を所定時間だけ測定し、この測定した音
波信号を周波数分析した結果の信号の各周波数帯域のう
ち、ディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域の範
囲内で、音圧レベルが先に算出したしきい値を越える周
波数帯域を求める。この求めた周波数帯域が、ディジタ
ルＢＥＦ処理でカットする周波数帯域である。
るディジタルＢＰＦ処理を施した結果の信号の音圧レベ
ルの平均値を算出し、この平均値に所定の値だけ足した
値をしきい値として定める。そして、図４のステップ
（Ｆ−４）の結果の信号、すなわちバルブが開いた状態
で配管１内の音を所定時間だけ測定し、この測定した音
波信号を周波数分析した結果の信号の各周波数帯域のう
ち、ディジタルＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域の範
囲内で、音圧レベルが先に算出したしきい値を越える周
波数帯域を求める。この求めた周波数帯域が、ディジタ
ルＢＥＦ処理でカットする周波数帯域である。
【００３５】図８（ａ）はバルブが開いた状態で配管１
内の音を所定時間だけ測定し、この測定した音波信号を
周波数分析した結果を概略的に示した図である。図８
（ａ）に示したピークはディジタルＢＥＦ処理でカット
する周波数帯域に含まれ、図８（ａ）に図８（ｂ）のフ
ィルタ特性を有するディジタルＢＥＦ処理を施すことに
よって、図８（ｃ）に示すようにピークをもたない信号
を得ることができる。
内の音を所定時間だけ測定し、この測定した音波信号を
周波数分析した結果を概略的に示した図である。図８
（ａ）に示したピークはディジタルＢＥＦ処理でカット
する周波数帯域に含まれ、図８（ａ）に図８（ｂ）のフ
ィルタ特性を有するディジタルＢＥＦ処理を施すことに
よって、図８（ｃ）に示すようにピークをもたない信号
を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
管内圧力が比較的低いガス配管等の配管に対してであっ
ても、音波式の配管漏洩位置特定方法を適用することが
できる配管漏洩位置特定方法における信号処理方法を提
供することができる。
管内圧力が比較的低いガス配管等の配管に対してであっ
ても、音波式の配管漏洩位置特定方法を適用することが
できる配管漏洩位置特定方法における信号処理方法を提
供することができる。
【００３７】また、以下に列記する効果がある。 （１）外部ノイズが大きい場合であっても漏洩音波の抽
出が可能なので、音波式の配管漏洩位置特定方法によっ
て、ガス配管等の低圧配管の漏洩位置特定が可能とな
る。 （２）ノイズ除去によって、従来に比べて相互相関波形
のノイズ成分が減少し、漏洩位置特定の精度が向上す
る。 （３）特定周波数成分をもった外部ノイズ（ガバナ音、
燃焼音、打撃音、付近を通行する車や人による騒音等）
が混入した場合であっても、漏洩音波との選別が容易に
行える。 （４）配管構成および埋設条件等によって漏洩音波が共
鳴し、この共鳴によってピークが発生した場合であって
も、このピークを除去することができ、漏洩位置の誤検
出を防ぐことができる。
出が可能なので、音波式の配管漏洩位置特定方法によっ
て、ガス配管等の低圧配管の漏洩位置特定が可能とな
る。 （２）ノイズ除去によって、従来に比べて相互相関波形
のノイズ成分が減少し、漏洩位置特定の精度が向上す
る。 （３）特定周波数成分をもった外部ノイズ（ガバナ音、
燃焼音、打撃音、付近を通行する車や人による騒音等）
が混入した場合であっても、漏洩音波との選別が容易に
行える。 （４）配管構成および埋設条件等によって漏洩音波が共
鳴し、この共鳴によってピークが発生した場合であって
も、このピークを除去することができ、漏洩位置の誤検
出を防ぐことができる。
【図１】本発明による配管漏洩位置特定方法における信
号処理方法を実現するシステムのブロック図である。
号処理方法を実現するシステムのブロック図である。
【図２】図１に示した各ブロックの入出力信号の周波数
特性を示す図であり、（ａ）は図１に示したマイクの出
力信号、（ｂ）は図１に示したアンプの出力信号、
（ｃ）はデータ処理部６の出力信号を示す。
特性を示す図であり、（ａ）は図１に示したマイクの出
力信号、（ｂ）は図１に示したアンプの出力信号、
（ｃ）はデータ処理部６の出力信号を示す。
【図３】図１に示した各ブロックにおけるフィルタ特性
を示す図であり、（ａ）は図１に示したアンプのフィル
タ特性、（ｂ）は図１に示したデータ処理部のフィルタ
特性を示す。
を示す図であり、（ａ）は図１に示したアンプのフィル
タ特性、（ｂ）は図１に示したデータ処理部のフィルタ
特性を示す。
【図４】図１に示したデータ処理部におけるディジタル
ＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のうち下限の周波数
を求める処理のフローチャートである。
ＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のうち下限の周波数
を求める処理のフローチャートである。
【図５】測定した音波信号を周波数分析した結果の周波
数分布を示す図である。
数分布を示す図である。
【図６】図５に示した曲線ａから曲線ｂを引き算した結
果の曲線を示す図である。
果の曲線を示す図である。
【図７】図１に示したデータ処理部におけるディジタル
ＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のうち下限の周波数
を求める処理のフローチャートである。
ＢＰＦ処理で通過させる周波数帯域のうち下限の周波数
を求める処理のフローチャートである。
【図８】ディジタルＢＥＦ処理でカットする周波数帯域
を決定する処理について説明する図であり、（ａ）は測
定した音波信号を周波数分析した結果の周波数分布を示
す図、（ｂ）はディジタルＢＥＦ処理のフィルタ特性を
示す図、（ｃ）は（ｂ）のフィルタ特性のディジタルＢ
ＥＦ処理を（ａ）に施した結果の図である。
を決定する処理について説明する図であり、（ａ）は測
定した音波信号を周波数分析した結果の周波数分布を示
す図、（ｂ）はディジタルＢＥＦ処理のフィルタ特性を
示す図、（ｃ）は（ｂ）のフィルタ特性のディジタルＢ
ＥＦ処理を（ａ）に施した結果の図である。
【図９】配管に対するマイクの取付状態を示す図であ
る。
る。
１ 配管 ２、３ マイク ５ アンプ ６ データ処理部
Claims (5)
- 【請求項１】 配管の両端に音波検出手段を取り付けて
該両端の音波検出手段で検出した漏洩音波の伝搬時間差
に基づいて前記配管の漏洩位置を特定する配管漏洩位置
特定方法における信号処理方法において、 前記両端の音波検出手段で検出した音波信号の所定の低
周波成分をアナログハイパスフィルタによってカット
し、 その後、前記音波信号に対してディジタルバンドパスフ
ィルタ処理を施すことによって、前記音波信号のノイズ
成分を除去することを特徴とする配管漏洩位置特定方法
における信号処理方法。 - 【請求項２】 前記配管に設けたバルブを開にして前記
配管を輸送対象物が流れる状態にした上で前記音波検出
手段によって第１の音波信号を検出し、該第１の音波信
号を周波数分析し、前記配管に設けたバルブを閉にして
前記配管を輸送対象物が流れない状態にした上で前記音
波検出手段によって第２の音波信号を検出し、該第２の
音波信号を周波数分析し、前記周波数分析した第１の音
波信号の音圧レベルから、前記周波数分析した第２の音
波信号の音圧レベルを、各周波数ごとに引き算し、該引
き算の結果で音圧レベルが所定の閾値を越える最小周波
数を求め、該求めた周波数を前記ディジタルバンドパス
フィルタ処理で通過させる周波数帯域のうちの下限の周
波数とすることを特徴とする請求項１に記載の配管漏洩
位置特定方法における信号処理方法。 - 【請求項３】 前記配管の管内１次モード固有周波数よ
りも低い周波数を前記ディジタルバンドパスフィルタ処
理で通過させる周波数帯域のうちの上限の周波数とする
ことを特徴とする請求項１または２に記載の配管漏洩位
置特定方法における信号処理方法。 - 【請求項４】 前記音波信号に対して、前記ディジタル
バンドパスフィルタ処理を施した後、ピークを除去する
ためのディジタルバンドエリミネートフィルタ処理を施
すことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１
項に記載の配管漏洩位置特定方法における信号処理方
法。 - 【請求項５】 前記ディジタルバンドパスフィルタ処理
を施した結果の信号の音圧レベルの平均値を算出し、該
平均値に所定の値だけ足した値をしきい値とし、前記周
波数分析した第１の音波信号の各周波数帯域のうち、前
記ディジタルバンドパスフィルタ処理で通過させる周波
数帯域の範囲内で、音圧レベルが前記しきい値を越える
周波数帯域を求め、該求めた周波数帯域を前記ディジタ
ルバンドエリミネートフィルタ処理でカットする周波数
帯域とすることを特徴とする請求項１ないし４のうちい
ずれか１項に記載の配管漏洩位置特定方法における信号
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22192296A JP3688400B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22192296A JP3688400B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062292A true JPH1062292A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3688400B2 JP3688400B2 (ja) | 2005-08-24 |
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ID=16774265
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22192296A Expired - Fee Related JP3688400B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 配管漏洩位置特定方法における信号処理方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3688400B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000292302A (ja) * | 1999-02-01 | 2000-10-20 | Mitsubishi Electric Corp | 異常箇所検出装置 |
| JP2002296139A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | High Pressure Gas Safety Institute Of Japan | ガス漏洩検知方法 |
| CN102537670A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-04 | 北京化工大学 | 一种管道泄漏诊断方法 |
| CN102588745A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-18 | 北京化工大学 | 一种管道泄漏定位方法 |
| WO2014050618A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 日本電気株式会社 | 欠陥分析装置、欠陥分析方法及びプログラム |
| KR101388498B1 (ko) * | 2013-06-19 | 2014-04-23 | 한국가스공사 | 주변 노이즈를 고려한 매설배관 타공사 감시 방법 |
| KR101509305B1 (ko) * | 2013-04-23 | 2015-04-07 | 성균관대학교산학협력단 | 케이블 손상 신호 처리 장치 및 방법 |
| CN104633461A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-20 | 天津大学 | 一种基于声信号的pccp爆管预警监测信号处理方法 |
| CN104864274A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-26 | 北京化工大学 | 管道泄漏声波信号增强方法 |
| JP2015190825A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日本電気株式会社 | 分析装置、分析システム及び分析方法 |
| CN105953080A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-09-21 | 中国石油大学(华东) | 基于同侧传感器布置的声波泄漏定位方法 |
| CN107990152A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种基于同点双传感器的气体管道泄漏定位方法 |
| CN108758356A (zh) * | 2018-05-20 | 2018-11-06 | 东北石油大学 | 一种信息处理方法和系统 |
| CN108954020A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-07 | 常州大学 | 一种管道定位方法 |
| CN118962591A (zh) * | 2024-10-15 | 2024-11-15 | 中国矿业大学(北京) | 基于声源定位的综合管廊天然气泄漏检测与定位数字孪生系统 |
| CN120890049A (zh) * | 2025-10-09 | 2025-11-04 | 成都市三宇仪表科技发展有限公司 | 基于超声波水表的管段预警系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014050990A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 日本電気株式会社 | 漏洩判定方法、漏洩判定装置、測定端末及びプログラム |
| GB2552108A (en) * | 2015-03-24 | 2018-01-10 | Nec Corp | Defect analysis device, defect analysis system, efect analysis method, and computer readable recording medium |
-
1996
- 1996-08-23 JP JP22192296A patent/JP3688400B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2014050618A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-08-22 | 日本電気株式会社 | 欠陥分析装置、欠陥分析方法及びプログラム |
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| KR101509305B1 (ko) * | 2013-04-23 | 2015-04-07 | 성균관대학교산학협력단 | 케이블 손상 신호 처리 장치 및 방법 |
| KR101388498B1 (ko) * | 2013-06-19 | 2014-04-23 | 한국가스공사 | 주변 노이즈를 고려한 매설배관 타공사 감시 방법 |
| JP2015190825A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日本電気株式会社 | 分析装置、分析システム及び分析方法 |
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| CN105953080A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-09-21 | 中国石油大学(华东) | 基于同侧传感器布置的声波泄漏定位方法 |
| CN107990152A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种基于同点双传感器的气体管道泄漏定位方法 |
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| CN120890049A (zh) * | 2025-10-09 | 2025-11-04 | 成都市三宇仪表科技发展有限公司 | 基于超声波水表的管段预警系统 |
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| JP3688400B2 (ja) | 2005-08-24 |
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