JPH11201859A - 周波数帯域分割による配管漏洩検知方法 - Google Patents
周波数帯域分割による配管漏洩検知方法Info
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- JPH11201859A JPH11201859A JP1824598A JP1824598A JPH11201859A JP H11201859 A JPH11201859 A JP H11201859A JP 1824598 A JP1824598 A JP 1824598A JP 1824598 A JP1824598 A JP 1824598A JP H11201859 A JPH11201859 A JP H11201859A
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- water
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- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体配管の検査区間の両端部でマイクにより
通流音を検出する操作のみで漏洩箇所を簡単に検出でき
るようにする。 【解決手段】 通流状態にある流体配管の漏洩検知をな
す方法である。検査区間の両端にてマイクを通じて配管
通流音を検出する。各マイクにより取り込まれた検知信
号をバンドパスフィルタを通過させて複数の周波数帯域
に分割し、相互相関係数を算出する処理を前記フィルタ
数だけ繰り返す。各周波数帯域の相互相関係数平均を求
めて配管漏洩箇所の特定をなす。
通流音を検出する操作のみで漏洩箇所を簡単に検出でき
るようにする。 【解決手段】 通流状態にある流体配管の漏洩検知をな
す方法である。検査区間の両端にてマイクを通じて配管
通流音を検出する。各マイクにより取り込まれた検知信
号をバンドパスフィルタを通過させて複数の周波数帯域
に分割し、相互相関係数を算出する処理を前記フィルタ
数だけ繰り返す。各周波数帯域の相互相関係数平均を求
めて配管漏洩箇所の特定をなす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上水、ＬＰガス、
都市ガス、原油、化学物質（化学プラント）などの配管
システムにおける漏洩検知方法に係り、特に水道網の漏
水箇所の検知に有効な周波数帯域分割による配管漏洩検
知方法に関する。
都市ガス、原油、化学物質（化学プラント）などの配管
システムにおける漏洩検知方法に係り、特に水道網の漏
水箇所の検知に有効な周波数帯域分割による配管漏洩検
知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上水、ＬＰガス、都市ガス、原油、化学
物質（化学プラント）などの流体配管網における漏洩を
防止することは資源の有効活用をなす上で極めて重要で
ある。このため、従来から配管網に対して各種の漏洩検
査が行われている。例えば、上水道網に対する漏水検査
についての従来の一般的な方法は音聴法といわれ、作業
者が音聴棒を水道配管のバルブ部分に直接当てて配管か
ら出る音を聴取して漏水の有無を検出し、あるいは水道
配管に沿って地面に振動センサを置き、水道配管から伝
達される振動音に基づいて漏水の有無を検出している。
物質（化学プラント）などの流体配管網における漏洩を
防止することは資源の有効活用をなす上で極めて重要で
ある。このため、従来から配管網に対して各種の漏洩検
査が行われている。例えば、上水道網に対する漏水検査
についての従来の一般的な方法は音聴法といわれ、作業
者が音聴棒を水道配管のバルブ部分に直接当てて配管か
ら出る音を聴取して漏水の有無を検出し、あるいは水道
配管に沿って地面に振動センサを置き、水道配管から伝
達される振動音に基づいて漏水の有無を検出している。
【０００３】ところが、上記のような音聴法では、車両
の通行等による振動などが測定に影響を与えるために夜
間作業とせざるを得ず、しかも作業者が歩行移動により
測定するために検査距離は極めて短なってしまう欠点が
あった。また、音の聴取には熟練を要するため、漏水検
知に従事する作業者が少ないという問題もあった。
の通行等による振動などが測定に影響を与えるために夜
間作業とせざるを得ず、しかも作業者が歩行移動により
測定するために検査距離は極めて短なってしまう欠点が
あった。また、音の聴取には熟練を要するため、漏水検
知に従事する作業者が少ないという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような観点から、
配管内部にマイクを挿入して配管に沿って移動させなが
ら検出する方法（特開昭５０−１１８５５４号公報、特
開昭５６−１６０５００号公報）や、配管流量をオリフ
ィスで絞り込みながら差圧を検出し、漏水量を検出する
方法などが提案されている。
配管内部にマイクを挿入して配管に沿って移動させなが
ら検出する方法（特開昭５０−１１８５５４号公報、特
開昭５６−１６０５００号公報）や、配管流量をオリフ
ィスで絞り込みながら差圧を検出し、漏水量を検出する
方法などが提案されている。
【０００５】しかし、上記従来のいずれの方法でも、実
際の測定に際して、配水管の水の抜き取りや、流水遮断
などの操作が必要であり、定常の流通状態を維持しなが
ら正確に漏洩箇所を検出することはできないものであっ
た。
際の測定に際して、配水管の水の抜き取りや、流水遮断
などの操作が必要であり、定常の流通状態を維持しなが
ら正確に漏洩箇所を検出することはできないものであっ
た。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に着目し、通
流状態にある流体配管の漏洩検知をなす方法であって、
流体配管の検査区間の両端部でマイクにより通流音を検
出する操作のみで漏水箇所を簡単に検出できるようにし
た漏洩検知方法を提供することを目的とする。
流状態にある流体配管の漏洩検知をなす方法であって、
流体配管の検査区間の両端部でマイクにより通流音を検
出する操作のみで漏水箇所を簡単に検出できるようにし
た漏洩検知方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る周波数帯域分割による配管漏洩検知方
法は、通流状態にある流体配管の漏洩検知をなす方法で
あって、検査区間の両端にて流体音をマイクを通じて検
出し、各マイクにより取り込まれた検知信号をバンドパ
スフィルタを通過させて複数の周波数帯域に分割し、相
互相関係数を算出する処理を前記フィルタ数だけ繰り返
し、各周波数帯域の相互相関係数平均を求めて配管漏洩
箇所の特定をなすようにした。
に、本発明に係る周波数帯域分割による配管漏洩検知方
法は、通流状態にある流体配管の漏洩検知をなす方法で
あって、検査区間の両端にて流体音をマイクを通じて検
出し、各マイクにより取り込まれた検知信号をバンドパ
スフィルタを通過させて複数の周波数帯域に分割し、相
互相関係数を算出する処理を前記フィルタ数だけ繰り返
し、各周波数帯域の相互相関係数平均を求めて配管漏洩
箇所の特定をなすようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る周波数帯域
分割による配管漏洩検知方法の具体的実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
分割による配管漏洩検知方法の具体的実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【０００９】図１は本発明に係る周波数帯域分割による
配管漏洩検知方法を上水道配管網の漏水検査に適用する
ための装置構成ブロック図である。図示のように、検査
対象の配水管１０に対し、漏水検査区間を設定し、その
両端部分に水中マイク１２（１２Ａ、１２Ｂ）を設置す
るようにしている。水中マイク１２は、配水管１０に適
宜間隔をおいて設けたＴ字管に装着され、当該マイク１
２で検出した音を増幅する増幅器、並びにこの増幅信号
を通信回線機器などを用いて制御管理センターに送出す
るようにしている。したがって、前記水中マイク１２に
より、配水管１０内の水を伝播する音が検出され、これ
が管理センター内のコントローラに収集され、記憶保持
される。前記水中マイク１２を含む一対のセンサ間の区
間が検知区間とされ、マイク１２の移動により検知区間
を更新して移動するようになっている。コントローラは
後述するように音速を演算するとともに、漏水箇所の演
算処理をなすが、制御管理センターでは同時に監視区域
の上水道配管網や漏水検知区間の表示、漏水量の演算結
果などを検知システム表示装置を用いて表示し、あるい
はビデオプロジェクターに表示するようにしている。
配管漏洩検知方法を上水道配管網の漏水検査に適用する
ための装置構成ブロック図である。図示のように、検査
対象の配水管１０に対し、漏水検査区間を設定し、その
両端部分に水中マイク１２（１２Ａ、１２Ｂ）を設置す
るようにしている。水中マイク１２は、配水管１０に適
宜間隔をおいて設けたＴ字管に装着され、当該マイク１
２で検出した音を増幅する増幅器、並びにこの増幅信号
を通信回線機器などを用いて制御管理センターに送出す
るようにしている。したがって、前記水中マイク１２に
より、配水管１０内の水を伝播する音が検出され、これ
が管理センター内のコントローラに収集され、記憶保持
される。前記水中マイク１２を含む一対のセンサ間の区
間が検知区間とされ、マイク１２の移動により検知区間
を更新して移動するようになっている。コントローラは
後述するように音速を演算するとともに、漏水箇所の演
算処理をなすが、制御管理センターでは同時に監視区域
の上水道配管網や漏水検知区間の表示、漏水量の演算結
果などを検知システム表示装置を用いて表示し、あるい
はビデオプロジェクターに表示するようにしている。
【００１０】コントローラでの作業は次のような処理を
行うようにしている。前記各マイク１２Ａ、１２Ｂによ
り水中音の検出信号をＡ／Ｄ変換器１４（１４Ａ、１４
Ｂ）に供給してデジタル信号への変換を行う。上記Ａ／
Ｄ変換器１４の出力端には、検出信号を複数の異なる周
波数帯域に弁別するために濾波帯域を複数に分割するフ
ィルタバンク１６（１６Ａ、１６Ｂ）が接続され、分割
された帯域毎に検出信号を通過させ、両フィルタバンク
１６Ａ、１６Ｂを通過した帯域の信号をそれぞれ相互相
関係数演算部１８に入力させて信号の類似度を演算する
ようにしている。
行うようにしている。前記各マイク１２Ａ、１２Ｂによ
り水中音の検出信号をＡ／Ｄ変換器１４（１４Ａ、１４
Ｂ）に供給してデジタル信号への変換を行う。上記Ａ／
Ｄ変換器１４の出力端には、検出信号を複数の異なる周
波数帯域に弁別するために濾波帯域を複数に分割するフ
ィルタバンク１６（１６Ａ、１６Ｂ）が接続され、分割
された帯域毎に検出信号を通過させ、両フィルタバンク
１６Ａ、１６Ｂを通過した帯域の信号をそれぞれ相互相
関係数演算部１８に入力させて信号の類似度を演算する
ようにしている。
【００１１】上記フィルタバンク１６は検知範囲周波数
（例えば３００Hz〜１３００Hz）を１００Hz単位となる
ように１０分割し、３００〜４００Hz、４００〜５００
Hz、……、１２００〜１３００Hzの各帯域範囲を通過さ
せる複数のバンドパスフィルタ群から構成されている。
上記相互相関係数演算部１８では、帯域分割された検出
信号毎に次式に基づいて相互相関係数ｒxy(m)を演算す
るようにしている。
（例えば３００Hz〜１３００Hz）を１００Hz単位となる
ように１０分割し、３００〜４００Hz、４００〜５００
Hz、……、１２００〜１３００Hzの各帯域範囲を通過さ
せる複数のバンドパスフィルタ群から構成されている。
上記相互相関係数演算部１８では、帯域分割された検出
信号毎に次式に基づいて相互相関係数ｒxy(m)を演算す
るようにしている。
【数１】
【００１２】ここで、図１に示しているように、ある漏
水検査区間内において、その区間の両端に位置する一対
の水中マイク１２により水中伝達音を検出する。一方の
水中マイク１２Ａの設置点を基準点Ａ、他方の水中マイ
ク１２Ｂの設置点を対照点Ｂ、漏水点をＰとすると、基
準点Ａにて検出した漏水点Ｐにおける漏水音と、対照点
Ｂにて検出した漏水点Ｐにおける漏水音は同一か極めて
類似した波形を有しているが、ＰからＡまたはＢまでの
距離が異なるため、伝播時間差が生じる。この伝播時間
差を知ることによって、基準点Ａから漏水点Ｐまでの距
離ｌaは、次式により求めることができる。
水検査区間内において、その区間の両端に位置する一対
の水中マイク１２により水中伝達音を検出する。一方の
水中マイク１２Ａの設置点を基準点Ａ、他方の水中マイ
ク１２Ｂの設置点を対照点Ｂ、漏水点をＰとすると、基
準点Ａにて検出した漏水点Ｐにおける漏水音と、対照点
Ｂにて検出した漏水点Ｐにおける漏水音は同一か極めて
類似した波形を有しているが、ＰからＡまたはＢまでの
距離が異なるため、伝播時間差が生じる。この伝播時間
差を知ることによって、基準点Ａから漏水点Ｐまでの距
離ｌaは、次式により求めることができる。
【数２】
【００１３】但し、ＬはＡ点とＢ点間の距離であり、τ
mは漏水音伝播時間差、Ｃは漏水音伝播速度である。し
たがって、漏水音伝播時間差が判明すれば漏水点Ｐの位
置を特定することができる。
mは漏水音伝播時間差、Ｃは漏水音伝播速度である。し
たがって、漏水音伝播時間差が判明すれば漏水点Ｐの位
置を特定することができる。
【００１４】水中マイク１２（１２Ａ、１２Ｂ）は複数
の音源からの信号を同時に検出し、検出音は多周波数域
にわたる合成された音として捉えられる。漏水音を含む
検出音は両端の水中マイク１２Ａ、１２Ｂに距離に応じ
た分だけ時間差をもって到達する。
の音源からの信号を同時に検出し、検出音は多周波数域
にわたる合成された音として捉えられる。漏水音を含む
検出音は両端の水中マイク１２Ａ、１２Ｂに距離に応じ
た分だけ時間差をもって到達する。
【００１５】そこでマイク１２で検出した音を前述した
フィルタバンク１６にて、分割された帯域毎に、一方の
マイク１２Ａで検出された配水管内音の波形を原波形と
し、他方のマイク１２Ｂで検出された配水管内音の波形
をろ波波形として、両者の相互相関係数を演算すること
により、図２に示すような各帯域周波数毎の相関係数結
果が得られる。次に、全帯域にわたり相関係数を加算
し、帯域の数で除算することにより平均相関係数を算出
し、これをグラフ化するようにしている。
フィルタバンク１６にて、分割された帯域毎に、一方の
マイク１２Ａで検出された配水管内音の波形を原波形と
し、他方のマイク１２Ｂで検出された配水管内音の波形
をろ波波形として、両者の相互相関係数を演算すること
により、図２に示すような各帯域周波数毎の相関係数結
果が得られる。次に、全帯域にわたり相関係数を加算
し、帯域の数で除算することにより平均相関係数を算出
し、これをグラフ化するようにしている。
【００１６】したがって、前記相互相関係数演算部１８
の出力側には各周波数帯域の相互相関係数平均処理部２
０が設けられ、ここで分割した帯域毎に加算平均処理す
ることにより図３に示されるようなグラフが得られる。
このグラフから理解できるように、信号のピーク値まで
の時間がτmとなり、このτmが遅延時間となる。これを
を既知のマイク間距離Ｌとともに、次式に代入すること
により、簡便に音速を算出することができる。
の出力側には各周波数帯域の相互相関係数平均処理部２
０が設けられ、ここで分割した帯域毎に加算平均処理す
ることにより図３に示されるようなグラフが得られる。
このグラフから理解できるように、信号のピーク値まで
の時間がτmとなり、このτmが遅延時間となる。これを
を既知のマイク間距離Ｌとともに、次式に代入すること
により、簡便に音速を算出することができる。
【数３】 但し、Ｌは対をなしているセンサ１２間の距離である。
【００１７】以後は２式に基づいて演算を行うことによ
り、基準点Ａから漏水点Ｐまでの距離ｌaを求めること
ができ、漏洩箇所を特定することができるのである。
り、基準点Ａから漏水点Ｐまでの距離ｌaを求めること
ができ、漏洩箇所を特定することができるのである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る周波
数帯域分割による配管漏洩検知方法は、通流状態にある
流体配管の漏洩検知をなす方法であって、検査区間の両
端にてマイクを通じて配管通流音を検出し、各マイクに
より取り込まれた検知信号をバンドパスフィルタを通過
させて複数の周波数帯域に分割し、相互相関係数を算出
する処理を前記フィルタ数だけ繰り返し、各周波数帯域
の相互相関係数平均を求めて配管漏洩箇所の特定をなす
ようにしたので、流体配管の検査区間の両端部で水中マ
イクにより音を検出する操作のみで漏洩箇所を簡単に検
出できるという優れた効果が得られる。
数帯域分割による配管漏洩検知方法は、通流状態にある
流体配管の漏洩検知をなす方法であって、検査区間の両
端にてマイクを通じて配管通流音を検出し、各マイクに
より取り込まれた検知信号をバンドパスフィルタを通過
させて複数の周波数帯域に分割し、相互相関係数を算出
する処理を前記フィルタ数だけ繰り返し、各周波数帯域
の相互相関係数平均を求めて配管漏洩箇所の特定をなす
ようにしたので、流体配管の検査区間の両端部で水中マ
イクにより音を検出する操作のみで漏洩箇所を簡単に検
出できるという優れた効果が得られる。
【図１】実施形態に係る周波数帯域分割による配管漏洩
検知方法を実現するための構成ブロック図である。
検知方法を実現するための構成ブロック図である。
【図２】帯域分割した各帯域毎の検出信号の相互相関係
数を示すグラフである。
数を示すグラフである。
【図３】相互相関係数の閾値以上の値を加算したグラフ
である。
である。
１０ 配水管 １２（１２Ａ、１２Ｂ） 水中マイク １４（１４Ａ、１４Ｂ） Ａ／Ｄ変換器 １６（１６Ａ、１６Ｂ） フィルタバンク １８ 相互相関係数演算部 ２０ 相互相関係数平均処理部
Claims (1)
- 【請求項１】 通流状態にある流体配管の漏洩検知をな
す方法であって、検査区間の両端にてマイクを通じて配
管通流音を検出し、各マイクにより取り込まれた検知信
号をバンドパスフィルタを通過させて複数の周波数帯域
に分割し、相互相関係数を算出する処理を前記フィルタ
数だけ繰り返し、各周波数帯域の相互相関係数平均を求
めて配管漏洩箇所の特定をなすようにしたことを特徴と
する周波数帯域分割による配管漏洩検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1824598A JPH11201859A (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 周波数帯域分割による配管漏洩検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1824598A JPH11201859A (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 周波数帯域分割による配管漏洩検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201859A true JPH11201859A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11966304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1824598A Withdrawn JPH11201859A (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 周波数帯域分割による配管漏洩検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201859A (ja) |
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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