JPS60238733A - 漏水検知方法 - Google Patents
漏水検知方法Info
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- JPS60238733A JPS60238733A JP9389284A JP9389284A JPS60238733A JP S60238733 A JPS60238733 A JP S60238733A JP 9389284 A JP9389284 A JP 9389284A JP 9389284 A JP9389284 A JP 9389284A JP S60238733 A JPS60238733 A JP S60238733A
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- JP
- Japan
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- water
- wave
- sound
- water pipe
- water leakage
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for pipes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、地中に埋設された水道管の破損部分またはジ
ヨイントの外れ部分等から漏洩する漏水の検知方法に関
する。
ヨイントの外れ部分等から漏洩する漏水の検知方法に関
する。
一般に、各家庭または工場等にはそれぞれ量水器（メー
タ）が設けられる。このメータの計量値に基づいて使用
水量の料金が支払われる。この集計された数量の水量が
水量の有効水量すなわち料金化された水量である。水道
事業所が給水している給水量とを動水量とが同一であれ
ば理想的であるが、現実には同数量となることがほとん
どない。
タ）が設けられる。このメータの計量値に基づいて使用
水量の料金が支払われる。この集計された数量の水量が
水量の有効水量すなわち料金化された水量である。水道
事業所が給水している給水量とを動水量とが同一であれ
ば理想的であるが、現実には同数量となることがほとん
どない。
といのは、配水池から送水される水道水は長い配管を経
て各家庭および工場等に到達する。その際に、破損して
いる配管、ジヨイントの外れている配管等を通過する都
度、各家庭および工場への給水量が減少する。この利用
者に利用されることなく消える水が漏水である。このよ
うな水の漏洩個所（漏水個所）の調査、地下に埋設され
ている水道管が古くなって破損したりあるいはジヨイン
トが弛くなったりしたために、漏水が生している個所を
見付は出す作業である。通常、水道管は配水管で１．２
ｍ以上、給水管で１．４５ｒｎ以上の深さに埋設されて
いる。これらの水道管が破損した場合、漏水が地表に噴
出すれば発見が容易である。
て各家庭および工場等に到達する。その際に、破損して
いる配管、ジヨイントの外れている配管等を通過する都
度、各家庭および工場への給水量が減少する。この利用
者に利用されることなく消える水が漏水である。このよ
うな水の漏洩個所（漏水個所）の調査、地下に埋設され
ている水道管が古くなって破損したりあるいはジヨイン
トが弛くなったりしたために、漏水が生している個所を
見付は出す作業である。通常、水道管は配水管で１．２
ｍ以上、給水管で１．４５ｒｎ以上の深さに埋設されて
いる。これらの水道管が破損した場合、漏水が地表に噴
出すれば発見が容易である。
ところが、大量の漏水は別として、通常は地表には殆ど
噴出せず、地中に浸透してしまい探し出すことができ′
ない場合がきわめて多い。
噴出せず、地中に浸透してしまい探し出すことができ′
ない場合がきわめて多い。
この漏水個所を発見するために、最も一般的に用いられ
ている方法は、漏水音を探す方法である。
ている方法は、漏水音を探す方法である。
この漏水音は、漏水が生じた場合に噴出する水が土壁に
当たる衝撃音、漏水孔から管外に噴出する際に管壁を摩
擦する流水音等が合成されて、振動エネルギとして地表
に伝達される音である。ところで、この振動エネルギは
土中に吸収されたり、他の物体により屈折・分散されて
、大幅に減衰されながら地上に到達する。従って、この
微弱にされた振動エネルギの漏水音を増幅して聞くこと
のできる漏水音検知器が必要である。ところが、一般に
、漏水音検知器は約１００ Ｈｚないし２ＫＨ２程度ま
での漏水音を検知し得るが、漏水音以外のたとえば自動
車走行音、トランス、水銀灯など“ 。電％８、ヤーヶ
、；Ｎ７’７”ｆｉよ、。ヵ８、や。イカの擬似音（雑
音）等々との判別が困難であり、その云めに可成りの経
験を要する等の問題があ７た。
当たる衝撃音、漏水孔から管外に噴出する際に管壁を摩
擦する流水音等が合成されて、振動エネルギとして地表
に伝達される音である。ところで、この振動エネルギは
土中に吸収されたり、他の物体により屈折・分散されて
、大幅に減衰されながら地上に到達する。従って、この
微弱にされた振動エネルギの漏水音を増幅して聞くこと
のできる漏水音検知器が必要である。ところが、一般に
、漏水音検知器は約１００ Ｈｚないし２ＫＨ２程度ま
での漏水音を検知し得るが、漏水音以外のたとえば自動
車走行音、トランス、水銀灯など“ 。電％８、ヤーヶ
、；Ｎ７’７”ｆｉよ、。ヵ８、や。イカの擬似音（雑
音）等々との判別が困難であり、その云めに可成りの経
験を要する等の問題があ７た。
このために、地中に埋設された水道管内の流水に超音波
を付与し、この水道管の漏水個所に生しる流水の乱流に
よって乱される超音波の歪波を地表にて受信して、漏水
を検知する方法も提案されている（特開昭５７−６３３
０号公報参照）。この方法は漏水音を直接検知する前述
の方法と比較し、雑音による影響が除かれ検知性能が向
上するという利点を有するが、しかしながら歪波超音波
は乱流の非線形効果で発生するので、そごから発生する
歪波そのものは一般的に非線形係数で決まるがその係数
は小さく、従って発生出力が小さいために判別が困難で
あるという問題点を存する。
を付与し、この水道管の漏水個所に生しる流水の乱流に
よって乱される超音波の歪波を地表にて受信して、漏水
を検知する方法も提案されている（特開昭５７−６３３
０号公報参照）。この方法は漏水音を直接検知する前述
の方法と比較し、雑音による影響が除かれ検知性能が向
上するという利点を有するが、しかしながら歪波超音波
は乱流の非線形効果で発生するので、そごから発生する
歪波そのものは一般的に非線形係数で決まるがその係数
は小さく、従って発生出力が小さいために判別が困難で
あるという問題点を存する。
本発明は、このような点に鑑みてなされ、従来技術の問
題点を有効に解決し、漏水判別を明確に行うことができ
ると共に、取扱が容易で検知性能が向上する漏水検知方
法を提供することを目的とする。
題点を有効に解決し、漏水判別を明確に行うことができ
ると共に、取扱が容易で検知性能が向上する漏水検知方
法を提供することを目的とする。
本発明は、このような目的を達成するために、地中に埋
設された水道管から分岐されて地上に露出している分岐
管に設置された音波音源により前記水道管およびこの水
道管内の水を音波励振し、地表にて音波受信器によりそ
の音波を受信し、その音波の励振波とそれに同期した受
信波との位相差（位相ずれ）に基づいて前記水道管の漏
水を検知することを特徴とする。
設された水道管から分岐されて地上に露出している分岐
管に設置された音波音源により前記水道管およびこの水
道管内の水を音波励振し、地表にて音波受信器によりそ
の音波を受信し、その音波の励振波とそれに同期した受
信波との位相差（位相ずれ）に基づいて前記水道管の漏
水を検知することを特徴とする。
本発明の−１つの実施態様によれば、前記音波は超音波
であることを特徴とする。
であることを特徴とする。
本発明の他の１つの実施態様によれば、前記音波は低周
波音波であることを特徴とする。
波音波であることを特徴とする。
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は水道
管の漏水個所の周囲状態図、第３図は第２図のモデル状
態図である。この第１図ないし第３図において、水道管
１は地中２に埋設されており、パイプ（分岐管）３はこ
の水道管】がら分岐されて地表に露出し、たとえば消火
栓４を装備している。漏水個所検知袋Ｗ５は、超音波音
源（本実施例では振動子６と振動子駆動装置７）、同期
位相検出器８．超音波マイク９および同期位相検出器８
の出力を記録する記録計１０等がら成る。
管の漏水個所の周囲状態図、第３図は第２図のモデル状
態図である。この第１図ないし第３図において、水道管
１は地中２に埋設されており、パイプ（分岐管）３はこ
の水道管】がら分岐されて地表に露出し、たとえば消火
栓４を装備している。漏水個所検知袋Ｗ５は、超音波音
源（本実施例では振動子６と振動子駆動装置７）、同期
位相検出器８．超音波マイク９および同期位相検出器８
の出力を記録する記録計１０等がら成る。
振動子６はパイプ３の外周面に設置され、振動子駆動装
置７により駆動されて、地中２に埋設された水道管１お
よびこの水道管１内の水を超音波励振する。また、超音
波マイク９は地表に近接または密接して移動可能に設け
られ、水道管ｌより地中２を経て伝達される微弱な超音
波を受信する。
置７により駆動されて、地中２に埋設された水道管１お
よびこの水道管１内の水を超音波励振する。また、超音
波マイク９は地表に近接または密接して移動可能に設け
られ、水道管ｌより地中２を経て伝達される微弱な超音
波を受信する。
同期位相検出器８は、超音波マイク９にて受信する微弱
な超音波が検知信号として入力されると共に、超音波音
源である振動子駆動装置７の励振信号が同期信号として
人力され、そしてその検知信号の位相と同期信号の位相
とを比較し、同期信号に同期している検知信号の信号成
分のみを抽出して励振信号と検知信号との位相差（位相
ずれ）を検知する。このような同期位相検出器によれば
、雑音が除去されて受信感度が高められる。この同期位
相検出器８の位相出力信号は記録計１０にて記録される
。
な超音波が検知信号として入力されると共に、超音波音
源である振動子駆動装置７の励振信号が同期信号として
人力され、そしてその検知信号の位相と同期信号の位相
とを比較し、同期信号に同期している検知信号の信号成
分のみを抽出して励振信号と検知信号との位相差（位相
ずれ）を検知する。このような同期位相検出器によれば
、雑音が除去されて受信感度が高められる。この同期位
相検出器８の位相出力信号は記録計１０にて記録される
。
第１図において、振動子６は振動子駆動装置７により駆
動されて連続正弦波の超音波励振を行い、地中２に埋設
された水道管１およびこの水道管１内の水に超音波を伝
達して水道管１から放射状に放出させる。その際に、第
２図および第３図に示すように、水道管１に漏水個所（
たとえば孔明き部）１１が存在すれば漏水により地中２
の土または砂が削り取られ、そのために水道管１の周囲
に漏水部１２が形成される。水道管ｌから地表上の超音
波マイク９までの距ＭＬ、は一定とするも、漏水部１２
の大きさ、つまり、水道管１と、その水道管１の直上に
おける漏水部１２と土との境界面との間の距離Ｘは漏水
個所に応して種々異なる。
動されて連続正弦波の超音波励振を行い、地中２に埋設
された水道管１およびこの水道管１内の水に超音波を伝
達して水道管１から放射状に放出させる。その際に、第
２図および第３図に示すように、水道管１に漏水個所（
たとえば孔明き部）１１が存在すれば漏水により地中２
の土または砂が削り取られ、そのために水道管１の周囲
に漏水部１２が形成される。水道管ｌから地表上の超音
波マイク９までの距ＭＬ、は一定とするも、漏水部１２
の大きさ、つまり、水道管１と、その水道管１の直上に
おける漏水部１２と土との境界面との間の距離Ｘは漏水
個所に応して種々異なる。
また、数多くの研究と実験との結果、この漏水部１２と
漏水のない部分とでは、水と土との音響特性の相違によ
り、漏水部１２における超音波の励振波と受信波（検出
波）との位相差（位相ずれ）は、漏水のない部分におけ
る超音波の励振波と受信波（検出波）との位相差（位相
ずれ）と異なり、非常に大きくなることがことが判明し
た。この理由としては、漏水が存在する個所では、漏水
が存在しない個所に比べて超音波伝播の媒質が異なるの
で、超音波の伝播速度が速くそのために位相回転が大き
く、その結果超音波の励振波と受信波との位相差が大き
くなるものと考えられる。
漏水のない部分とでは、水と土との音響特性の相違によ
り、漏水部１２における超音波の励振波と受信波（検出
波）との位相差（位相ずれ）は、漏水のない部分におけ
る超音波の励振波と受信波（検出波）との位相差（位相
ずれ）と異なり、非常に大きくなることがことが判明し
た。この理由としては、漏水が存在する個所では、漏水
が存在しない個所に比べて超音波伝播の媒質が異なるの
で、超音波の伝播速度が速くそのために位相回転が大き
く、その結果超音波の励振波と受信波との位相差が大き
くなるものと考えられる。
次に、第４図は第１図に示した漏水個所検知装置を用い
て実験を行い記録計１０によって記録される波形の説明
図の一例である。この第４図において、（Ａ）は超音波
マイク９による走査の説明図で、（Ｂ）および（−Ｃ）
は記録計１０において記録される波形図である。しかし
て、第４図（Δ）において走査線Ｓ、に沿って漏水が存
在しない個所にて超音波マイク９を移動させると、同図
（Ｂ）に示す如き励振波と受信波との位相差９曲線が得
られる。ここで、同図（Ｂ）において、位相差９曲線の
ピーク値とこのピーク点から距離ｐ Ａｌ）れた位置で
の位相差値との差（相対位相差量）をφ１とする。同様
に第４１ｍ（八）において走査線Ｓ２に沿って漏水が存
在する個所（漏水部１２）にて超音波マイク９を移動さ
せると、同図（Ｃ）に示す如き励振波と受信波との位相
差９曲線が得られる。ここで、同図（Ｃ）において、位
相差９曲線のピーク値とこのピーク点から距離ｐ離れた
位置での位相差値との差（相対位相差量）をφ２とする
。よって、相対位相差量φ、とφ２とを比較すると明ら
かであるように、漏水が存在する個所（漏水部１２）に
おける相対位相差量φ２は、漏水が存在しない個所にお
ける相対位相差量φ１に比べて極めて大きな値を有する
。それゆえ、例えば第５図に示す如く水道管１に沿−っ
て走査線にのように超音波マイク９を移動させると、漏
水が存在しない個所では第４図（Ｂ）の如き位相差９曲
線が得られているが、漏水が存在する個所では第４図（
Ｃ）の如き位相差９曲線となるので、従って位相差９曲
線におけるピーク値とこのピーク点から距１ｉｉ１ｆＩ
！離れた位置での位相差値との差（相対位相差量）を常
時監視することにより、かかる相対位相差ｍが極めて大
きな値を示す位置に、漏水部１２が存在すると判定する
。このようにして、超音波の励振波と受信波との位相差
Φに基づいて水道管の漏水を容易に検知することができ
る。なお、位相差Φは実際には電圧信号に変換されて記
録計に表示される。
て実験を行い記録計１０によって記録される波形の説明
図の一例である。この第４図において、（Ａ）は超音波
マイク９による走査の説明図で、（Ｂ）および（−Ｃ）
は記録計１０において記録される波形図である。しかし
て、第４図（Δ）において走査線Ｓ、に沿って漏水が存
在しない個所にて超音波マイク９を移動させると、同図
（Ｂ）に示す如き励振波と受信波との位相差９曲線が得
られる。ここで、同図（Ｂ）において、位相差９曲線の
ピーク値とこのピーク点から距離ｐ Ａｌ）れた位置で
の位相差値との差（相対位相差量）をφ１とする。同様
に第４１ｍ（八）において走査線Ｓ２に沿って漏水が存
在する個所（漏水部１２）にて超音波マイク９を移動さ
せると、同図（Ｃ）に示す如き励振波と受信波との位相
差９曲線が得られる。ここで、同図（Ｃ）において、位
相差９曲線のピーク値とこのピーク点から距離ｐ離れた
位置での位相差値との差（相対位相差量）をφ２とする
。よって、相対位相差量φ、とφ２とを比較すると明ら
かであるように、漏水が存在する個所（漏水部１２）に
おける相対位相差量φ２は、漏水が存在しない個所にお
ける相対位相差量φ１に比べて極めて大きな値を有する
。それゆえ、例えば第５図に示す如く水道管１に沿−っ
て走査線にのように超音波マイク９を移動させると、漏
水が存在しない個所では第４図（Ｂ）の如き位相差９曲
線が得られているが、漏水が存在する個所では第４図（
Ｃ）の如き位相差９曲線となるので、従って位相差９曲
線におけるピーク値とこのピーク点から距１ｉｉ１ｆＩ
！離れた位置での位相差値との差（相対位相差量）を常
時監視することにより、かかる相対位相差ｍが極めて大
きな値を示す位置に、漏水部１２が存在すると判定する
。このようにして、超音波の励振波と受信波との位相差
Φに基づいて水道管の漏水を容易に検知することができ
る。なお、位相差Φは実際には電圧信号に変換されて記
録計に表示される。
第５図は超音波受信器の走査方法の例を示し、同図（Ａ
）は超音波マイク９を水道管１上にて蛇行状の走査線Ｋ
に沿って移動させる一例であり、同図（Ｂ）は多数の超
音波センサ（超音波マイク９でもよい）が−列に７レイ
状に設けられたセンサユニット１５を水道管ｌに沿って
移動させる一例である。
）は超音波マイク９を水道管１上にて蛇行状の走査線Ｋ
に沿って移動させる一例であり、同図（Ｂ）は多数の超
音波センサ（超音波マイク９でもよい）が−列に７レイ
状に設けられたセンサユニット１５を水道管ｌに沿って
移動させる一例である。
なお、以−ヒの説明においては、音波として超音波を使
用ずろことについてのべたが、音波としては低周波音波
を使用しても所期の目的を達成できることが実験の結果
確認されている。
用ずろことについてのべたが、音波としては低周波音波
を使用しても所期の目的を達成できることが実験の結果
確認されている。
以上に説明するように、本発明によれば、水道管から分
岐して地−ヒに露出する分岐管を通してその水道管およ
び水道管内の水を音波励振し、地表にてその音波を受信
し、そして、前記音波の励振波とそれに同期した受信波
との間の位相差（位相ずれ）に基づいて水道管の漏水を
判別することにより、測定系外からの雑音とは無関係に
測定可能となり、しかも従来技術の問題点であった受信
波を妨害する雑音の影響が有効に解決され、その結果微
弱な音波でもその受信が確実となって漏水検知性能が向
上すると共に、長年の熟練を要しないからその取扱が容
易となる等の効果が奏される。
岐して地−ヒに露出する分岐管を通してその水道管およ
び水道管内の水を音波励振し、地表にてその音波を受信
し、そして、前記音波の励振波とそれに同期した受信波
との間の位相差（位相ずれ）に基づいて水道管の漏水を
判別することにより、測定系外からの雑音とは無関係に
測定可能となり、しかも従来技術の問題点であった受信
波を妨害する雑音の影響が有効に解決され、その結果微
弱な音波でもその受信が確実となって漏水検知性能が向
上すると共に、長年の熟練を要しないからその取扱が容
易となる等の効果が奏される。
第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は水道
管の漏水個所の周囲状態図、第３図は第２−図のモデル
状態図、第４図は第１図に示した漏水個所検知装置を用
いて実験を行い記録計によって記録される波形の説明図
の一例である。同図（Ａ）は超音波マイクによる走査の
説明図、同図（Ｂ）および（Ｃ）は記録計において記録
されるそ１ れぞれ異なる波形図、第５図は超音波受信
器の走査方法の例を示し、同図（Ａ）は超音波マイクを
水道管上にて蛇行状の走査線Ｋに沿って移動させる場合
の説明図、同図（Ｂ）は多数の超音波センサ（超音波マ
イクでもよい）が−列にアレイ状に設けられたセンサユ
ニットを水道管に沿って移動させる場合の説明図である
。 １− 水道管、５−−−−漏水個所検知装置、６−−振
動子、７−・・−振動子駆動装置、８・・・−同期位相
検出器、９−・−・・超音波マイク、１１−・−・−・
漏水個所、１２−−・漏水部。 第１頁の続き ０発 明 者 石 塚 宏 横ヨ 所ｔ ０発 明 者 河 野 勝 川− ＠発明者 出来 邦男 川− 罠買市長板２丁目２番１号 株式会社富士電機総合研究
勺
管の漏水個所の周囲状態図、第３図は第２−図のモデル
状態図、第４図は第１図に示した漏水個所検知装置を用
いて実験を行い記録計によって記録される波形の説明図
の一例である。同図（Ａ）は超音波マイクによる走査の
説明図、同図（Ｂ）および（Ｃ）は記録計において記録
されるそ１ れぞれ異なる波形図、第５図は超音波受信
器の走査方法の例を示し、同図（Ａ）は超音波マイクを
水道管上にて蛇行状の走査線Ｋに沿って移動させる場合
の説明図、同図（Ｂ）は多数の超音波センサ（超音波マ
イクでもよい）が−列にアレイ状に設けられたセンサユ
ニットを水道管に沿って移動させる場合の説明図である
。 １− 水道管、５−−−−漏水個所検知装置、６−−振
動子、７−・・−振動子駆動装置、８・・・−同期位相
検出器、９−・−・・超音波マイク、１１−・−・−・
漏水個所、１２−−・漏水部。 第１頁の続き ０発 明 者 石 塚 宏 横ヨ 所ｔ ０発 明 者 河 野 勝 川− ＠発明者 出来 邦男 川− 罠買市長板２丁目２番１号 株式会社富士電機総合研究
勺
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）地中に埋設された水道管から分岐されて地」二に露
出している分岐管に設置された音波音源により前記水道
管およびこの水道管内の水を音波励振し、地表にて音波
受信器によりその音波を受信し、その音波の励振波と受
信波との位相差に基づいて前記水道管の漏水を検知する
ことを特徴とす−る漏水検知方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の検知方法にお−いて、
前記音波は超音波であることを特徴とする漏水検知方法
。 ３）特許請求の範囲第１項記載の検知方法において、前
記音波は低周波音波であることを特徴とする漏水検知方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9389284A JPS60238733A (ja) | 1984-05-12 | 1984-05-12 | 漏水検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9389284A JPS60238733A (ja) | 1984-05-12 | 1984-05-12 | 漏水検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60238733A true JPS60238733A (ja) | 1985-11-27 |
Family
ID=14095125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9389284A Pending JPS60238733A (ja) | 1984-05-12 | 1984-05-12 | 漏水検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60238733A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4911012A (en) * | 1988-03-18 | 1990-03-27 | Ziska Thomas J | Sewer line detection system |
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