JPS62145131A - 音響式漏洩検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、水、蒸気等の噸送配管からの漏洩を。

漏洩にともなって発生する音響をとらえて検知する音響
式漏洩検出器に係り、特に計測系自体に自己診断機能を
有する音響式漏洩検出器に関する。

〔発明の背景〕

従来の漏洩音響を用いた水漏洩検出器においては、その
健全性確認のため、各音響検出系毎にバイパスして動作
チェックを定期的に実施し、定検時詳細な機能確認を実
施していた。しかしながら、漏洩検出器の一部のチャン
ネルをバイパスする場合、漏洩検出システムとしては、
バイパスＵｊ　Ｋ　動作する検出チャンネルを別に設け
る必要がある。

そのため、計測チャンネル数が増えて、漏洩検出／ステ
ムが高価になるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、音響式漏洩検出器作動中に試験チャン
ネルをバイパスせず動作チェックできる音響式漏洩検出
器を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明においては。

検出信号の振幅と周波数分布が、検出系の動作不良状態
と正常動作状態で違うことを利用している。

漏洩が発生してない正常状態において検出系の出力信号
は環境騒音が有する振幅と同波数成分から成る。また、
漏洩発生時の検出系の出力信号の態幅と同波数分布は、
漏洩にともなって発生する音響のそれとほぼ同一である
。検出系の断線の場合の検出系出力信号には、商用同波
数とその高調波成分が多く含まれる。また、検出系の短
絡の場合。

検出系出力信号の撮１隔ハ極めて小さくなる。検出系に
感度変化があった場合、検出系出力信号は正常の撫幅変
動範囲を越えて変化し１周波数分布の変化は小さい。こ
れらの振幅および周波数分布による検出系の動作チェッ
クは、検出系をバイパスせずに実施できる。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第３図を用いて説明
する。

第１図は５本発明を原子炉格納容器内冷却系配管の音響
大水漏洩検出器に適用した例である。マイクロホン２ｆ
′ｉ、冷却系配管１００の漏洩点１０１から漏洩にとも
なって発生する漏洩音を検出するためのものである。漏
洩音や環境騒音は、マイクロホン１で電気信号に変換し
、格納容器壁１０２ｆ貫通して増幅５２ＶＣ入力される
。増幅器２の出力は、音響パラメータ演算器３に入力さ
れる。

音響パラメータ演算器３１’ｊ、音響信号の実効値と平
均周波数を算出する。漏洩判定器、４は、音響信号振幅
の代表値である実効値と、周波数分布の代表値である平
均川波数の２つのパラメータから、漏洩の有無および検
出系の異常を判定し、餐報を発するとともに異常内容を
表示する。ここで用いる音響パラメータである実効値Ｒ
ＭＳ、平均周波数νは、以下の演算で得られる。

上記の演算式において、ｆは周波数、　　Ｉ）（ｒ）は
周波数ｆにおける音響パワー、ｆＨ，ｆＬは監視対象の
上、下限周波数である。式（２）Ｖｃおいて、分母は実
効値に等しく１分子は音響信号の微分の実効値に等しい
。よって１式（１）、　（２）の演算は、第２図の回路
構成で実現できる。バンドパスフィルタ３１で監視対象
域以外の成分が除かれた音響信号は、実効値演算器３２
．微分器３３に入力ざねる。微分器３３の出力げ実効値
演算器３４に入力される。

実効値演算器３２からは、求める実効ｆｆ＆が出力さね
６゜また、割算器３５の出力は、実効値演算器３２．３
４の出力信号の比、すなわち平均周波数である。

平均周波数は、信号の周波数分布の中心の周波数に近い
値をとる。例えば、線スペクトルのときは、そのスペク
トルの周波数に一致し７．２つのほぼ同−振幅のピーク
を有するような同波数分布のときは、そのピーク間の中
央の同波数に近い値をとる。

以上、本発明の一実施例の音響大水漏洩検出器の全体構
成について説明した。次に漏洩判定器４の異常判定法に
ついて説明する。第３図は、検出系の状態により、音響
信号の振幅を示す実効値と１ｄ波数分布の代表値である
平均周波数がどのようになるかを示したものである。横
軸に実効値を。

縦軸に平均周波数をとっである。範囲４０１け漏洩が発
生せず環境騒音のみをマイクロホン１がとらえてる場合
である。環境騒音の周波数分布に、低周波から２〜３Ｋ
Ｈｚ　　まで平坦で、それ以上高周波になると振幅が小
さくなる。範囲４０２は、漏洩が発生した場合であり、
正常時の範囲４０１の場合に比べて実効値も平均周波数
も高くなる。

漏洩音は、平坦な周波数分布を有しており、　　ＩＫＨ
ｚ〜４０　Ｋ　Ｈｚ以上までの帯域を持つことが多い。

［囲４０６は、マイクロホン１から増幅器３の間で短絡
を生じた場合であり、実効値が極めて小さくなる。信号
が小さくなり、音響パラメータ演算器３のダイナミック
レンジを越えるため、平均周波数の値は音響パラメータ
演算器３の調整の仕方で種々の値をとりうる。範囲４０
５け、マイクロホン１から増幅器２の間で断線が生じた
場合である。断線が生じると商用電源からの雑音を訪導
することが多く、増幅器２の出力には商用周波数とその
倍調波成分が表われ、平均周波数としては、数十Ｈｚ〜
数百Ｈｚになる。範囲４０３゜４０４は、感度が減少し
た場合と増加した場合を示している。周波数分布に大き
な変化は々く、実効値が変化する。第３図に示し、たよ
りに、音響パラメータの実効値と平均周波数は、検出系
の状態を示す良い指標である。第３図中のＲ＋〜Ｒ５＋
ν１〜シロば、検出系がとりうる各状態の実効値と平均
＋！！ａ数の境界の値を示している。検出系の状態と、
これらの境界の値との関係は、実効値と平均周波数の測
定値をそれぞｔｌ、Ｒ，ＭＳとνで示すと、以下のよう
になる。

（１）短、終状態：　ＲＭＳ　＜　Ｒ２（２）感度劣化
障’　ａ＋　＜　ＲＭＳ　＜　Ｒ２、ν３くνくν４（
３）正常状態：　Ｒ３＜　ＲＭＳ　（Ｒ，ｓ　、ν３く
νくν４（４）惑Ｃ切眼態：　Ｒ，ＭＳ　＞ａｓ　　　
、ν３くν〈ν４（５）断線状態：ＲＭＳ＞Ｒ２、ν１
〈νくν２（６）漏洩発生時：　ＲＭＳ　＞Ｒ４、νｓ
くν〈シロ漏洩判定器４でに、上記６つの状態の判別を
、コノパレータを含む一般的な論理回路で実施し、正常
、検出系異常、漏洩等の判定結果を表示し、検出系の異
常や漏洩発生時警報を発生する。

以上説明した実施例においては、音響信号の振幅と周波
数に関する情報を得るため、高速フーリエ変換等の手法
を用いた周波数分析手段を用いることも可能である。音
響パラメータ演算器ｚ３は。

実施例で示し、たアナログ回路をディジタル回路でおき
かえても特に問題はない。漏洩が発生し、でない正常時
の環境騒音の変動幅を小さくできｊば、より感度変化等
の異常を鋭敏にとらえられる。この目的のためＫは、複
数のマイクロホン出力の実効値や平均周波数の平均を基
準として、動的に正常範囲４０１のグラフ上の位置や領
域の大きさを決めわば良い。この平均のと９方として、
環境騒音の主たる発生源とマイクロホン位置を考、＊、
　Ｌ、、て通商な重み係数を用いることも可能である。

本発明の特徴は、音響信号の振幅情報と周波数情報を用
いて、検出系の動作状態をチェックするところにある。

以上説明した第１の実施例においては、下記の効果かあ
る。

（１）　　連続して検出系の機能確認するため、検出系
の信頼性向上の効果がある。

（２）異常の要因を知ることができるため、修復期間が
短くで済み、故ｌＲＫよるプラントの１部もしくに全部
の機能の喪失等の期り川が短かくなり。

稼動率向上の効果がある。

（３）修復期間が短いため、修復作業時の放射線被ばく
低減の効果がある。

（４）漏洩の判定を検出信号の振幅と周波数分布の２つ
のパラメータで実施するｔめ、漏洩検出感度の向上が図
わ、音響穴漏洩検出器の性能向上の効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明によりは、検出糸？バイパ
スせず漏洩検出系の健全性が確認できるタメ、従来用い
ていた健全性確認のためのバイパス用検出系が不要とな
り、漏洩検出系のコスト低減の効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の漏洩検出器のブロック図、
第２図は音響パラメータ演算器のブロック図、第３図は
、音響パラメータと検出系の状態および漏洩状態の関係
の説明図である。 １・・・マイクロホン、２・・・増幅器、３・・・音響
パラメータ演算器２４・・・漏洩判定器、３１・・・バ
ンドパスフィルタ、３２．３４・・・実効値演算器、：
う３・・・微分器、：（５・・・割算器。　　　　　　
　　　　　　　　（、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、漏洩にともなつて発生する漏洩音をとらえて漏洩を
   検知する音響検出器において、検出音響信号の振幅と周
   波数分布を演算し、検出音響信号の振幅と周波数分布が
   正常時、漏洩発生時、断線時、短絡時、感度変化時で違
   うことを利用して漏洩および検出系異常を判定すること
   を特徴とする音響式漏洩検出器。