液質センサ、液質検出装置及び方法
【課題】海水が流れる機器からの液漏れを検出する液漏れ検出センサ及び液漏れ検出装置を提供する。
【解決手段】液漏れ検出の対象機器である復水器１０１の下方に設置されて漏れ液である海水１０２とは性質の異なる溶液である凝縮水１０３中内に設置されてなる一対の導線１０４−１，１０４−２からなる液漏れ検出センサ１００であって、前記一対の導線１０４−１，１０４−２の両方が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなる。
【解決手段】液漏れ検出の対象機器である復水器１０１の下方に設置されて漏れ液である海水１０２とは性質の異なる溶液である凝縮水１０３中内に設置されてなる一対の導線１０４−１，１０４−２からなる液漏れ検出センサ１００であって、前記一対の導線１０４−１，１０４−２の両方が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電設備の復水器等、例えば海水が流れる機器からの液漏れ等の液質の変化を検出する液質センサ、液質検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電設備等においては、ボイラで発生した蒸気を復水器で冷却凝縮させ、ボイラ水（純水）として循環使用している。ここで、復水器内ボイラ蒸気を冷却する冷却管が設けられ、該冷却管には冷却用の海水が流れているが、該冷却管に亀裂等が生じると、そこから海水が液漏れし、凝縮したボイラ凝縮水に混入し、該凝縮水に塩分が混じって各種配管等を腐食させることになる。そこで、復水器からの海水の液漏れをチェックすべく、各種の海水漏洩検出装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記した従来技術の場合、復水器下部に凝縮したボイラ水を採取して液分析を行うため、リークした海水がボイラ水で大幅に希釈され、その分検出感度が低下するという問題がある。又、実際の海水リークは復水器の一部が亀裂して生じるが、上記技術の場合、復水器のどの場所がリークしているかを特定することができず、対応に時間がかかる問題もあった。
【０００４】
そこで、本出願人は、図２０に示すような漏れ検出装置を提案した。図２０に示すように、従来の漏れ検出装置は、液漏れ検出の対象機器２００の下方に設置され、一の方向に平行な第１方向と、該一の方向と交差する第２方向とに配置されて互いに離間する多数の金属線２Ａ〜２Ｈ、３Ａ、３Ｂと、いずれかの第１方向の金属線３Ａと第２方向の金属線２Ｄとの間の電気伝導度の値と、そのときの各金属線３Ａ，２Ｄの交差した位置とに基づいて対象機器の漏れ位置を特定する漏れ位置特定手段２０１とを備えたものである（特許文献２、図１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４１５９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２にかかる漏れ検出装置は、漏れ検出対象機器の下方に設置され、海水と凝縮水とが落下してくる際の電気伝導率の差による電極間の抵抗の変化を検出しようとしている。この方法では、滴下する水が電極間に入る場合とそうでない場合（空間又は水蒸気が電極間に存在する場合）の電極間の電気的特性の変化に比べて、水で希釈された海水の混入による電気的特性の変化が小さい点、及び滴下する海水を検出するには、センサを面状に、しかも非常に密に張り巡らす必要があり、飛散する海水を容易に検出することができない、という問題がある。
【０００７】
そこで、飛散する海水を検出可能とするために、図２１に示すように、落下水の回収槽２１０中に、一対の裸電極２１１−１、２１１−２からなる検出センサ２１２を浸漬させて、ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｏｒｙ）装置２１３により一対の裸電極の抵抗を計測するようにした。
しかしながら、裸電極の空気中の抵抗では、図２２に示すように、１．８ｍの場合、減衰率３割程度で良好な反射を示しているが、水中で測定した場合には、図２３に示すように、１．８ｍの最初の部分で減衰率が極端に低下し、測定できないという、問題がある。
よって、復水器のような広範囲な部分の海水の微小な液漏れを精度よく検出することが困難であるという問題がある。
【０００８】
よって、飛散する海水を確実に検知可能とし、且つ微小な海水の量の液漏れを液中において広範囲に検出することができる液漏れ検出装置の出現が要望されている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、例えば復水器の海水リーク等の液漏れを高感度で安定して検出することが可能となる液質センサ、液質検出装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、溶液中の液質の変化を検出する一対の導線からなる液質センサであって、前記溶液中に設置される一対の導線の両方の導線が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなることを特徴とする液質センサにある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液とは異なる溶液の落下又は侵入又は拡散によるものであることを特徴とする液質センサにある。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液を励起させる媒体の侵入によるものであることを特徴とする液質センサにある。
【００１３】
第４の発明は、第２の発明において、液漏れ検出の対象機器の下方に設置されると共に、漏れ液とは性質の異なる溶液中内に設置されてなることを特徴とする液質センサにある。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って、所定間隔をもって形成されてなることを特徴とする液質センサにある。
【００１５】
第６の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って形成されてなることを特徴とする液質センサにある。
【００１６】
第７の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記絶縁材の比誘電率が３以下であることを特徴とする液質センサにある。
【００１７】
第８の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、一対の導線と、一対の導線を覆う絶縁部と、該絶縁部の一部に形成され、一対の導線の一部を各々露出する溝部とからなる液質センサにある。
【００１８】
第９の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、一対の平板状の導線と、導線の少なくとも端面を露出するように一対の導線を絶縁する絶縁部とからなる液質センサにある。
【００１９】
第１０の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、平板状又は芯状の導線と略コの字状の導線と、前記平板状又は芯状の導線を略コの字状の導線の内部に配設すると共に前記平板状又は芯状の導線の一部を露出部としつつその周囲を絶縁する絶縁部とからなる液質センサにある。
【００２０】
第１１の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される外被状の導線と、該外被状の導線と絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなる液質センサにある。
【００２１】
第１２の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される網状の導線と、前記絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなることを特徴とする液質センサにある。
【００２２】
第１３の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に断面矩形状又は円形の複数の中実状又は中空状の絶縁材を介して配設される網状の導線とからなることを特徴とする液質センサにある。
【００２３】
第１４の発明は、第１乃至１３のいずれか一つの発明において、一対の導線がケーブル状であることを特徴とする液質センサにある。
【００２４】
第１５の発明は、第１乃至１４のいずれか一つの液質センサと、前記一対の導線の間にパルス電圧を印加してから各導線の間に反射電圧が戻るまでの時間に基づいて、前記液質変化位置を特定する液液質位置特定装置と具備することを特徴とする液質検出装置にある。
【００２５】
第１６の発明は、第１５の発明において、前記対象機器が復水器であると共に、前記液漏れ液が海水であることを特徴とする液質検出装置にある。
【００２６】
第１７の発明は、第１６の液質検出装置を用い、先ず、漏洩が発生していない定常状態の導線のインピーダンスを定期的に測定し、信号生値と距離との関係からなる原波形を管理し、前記導線のインピーダンス測定値と予め設定した規定値とを比較し、規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００２７】
第１８の発明は、第１７の発明において、インピーダンス波形の伸縮及び傾きを修正し、その後判断を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００２８】
第１９の発明は、第１７の発明において、導線の浸漬の始点及び終点のインピーダンス測定値のレベル差を、予め設定した規定値と比較し、この差分の結果より、規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００２９】
第２０の発明は、第１７の発明において、次いで、計測する導線の有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００３０】
第２１の発明は、第２０の発明において、次いで導線有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、液漏れを広範囲に亙って確実に検出でき、例えば復水器の海水リークを高感度で安定して検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００３３】
本発明による実施例１に係る液質センサ、液質検出装置及び方法について、図面を参照して説明する。
本発明の液質センサは、溶液中の液質の変化を検出する一対の導線からなる液質センサであって、前記溶液中に設置される一対の導線の両方の導線が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなるものである。ここで、液質変化とは、例えば液質センサが浸漬されている溶液とは異なる溶液の落下及び侵入又は拡散により信号が変化するものに限定されるものではなく、例えばＸ線等の光や音等の媒体の励起作用によって、前記液質の構成要素を変化（変質又は拡散等）するようなものも含まれる。また、媒体自体が変化する等の経時的な要素の変化も含まれる。
【００３４】
以下、本実施例では、液質センサとして液漏れ検出センサを一例として説明する。
図１は、実施例１に係る液質センサの一具体例である液漏れ検出センサを示す概念図である。本実施例では液漏れ対象機器として復水器を用いている。
図１に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ１００は、液漏れ検出の対象機器である復水器１０１の下方に設置されて漏れ液である海水１０２とは性質の異なる溶液である凝縮水１０３中内に設置されてなる一対の導線１０４−１，１０４−２からなる液漏れ検出センサであって、前記一対の導線１０４−１，１０４−２の両方が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなるものである。符号１０５は凝縮水１０３を回収する回収槽、１０６はスチームである。
【００３５】
一対の導線１０４−１，１０４−２はＴＤＲ法において、海水漏れがある場合に電気伝導率の変化による一対の導線（２電極）１０４−１，１０４−２間の抵抗変化によりその液漏れを検出するようにしている。
【００３６】
前記絶縁材の露出部はその導線の軸方向に亙って、所定間隔をもって形成されてなるものが好ましい。所定間隔とは例えば３０ｃｍ、５０ｃｍ・・・毎に露出部が形成されていることをいう。
また、前記絶縁材の露出部が導線の軸方向の全てに亙って形成されてなるものが更に好ましい。全てに亙って露出部が形成されていることにより、漏れの検出範囲が向上するからである。
【００３７】
また、前記絶縁材の比誘電率は３以下とするのが好ましい。一般に水の比誘電率はその条件によっても異なるが、８０程度であるのでその影響を受けないような例えば樹脂等の比誘電率が３以下のものとするようにしている。
比誘電率が３以下の絶縁材としては、例えばポリエチレン（ＰＥ、比誘電率：２．３）、ポリプロピレン（ＰＰ、比誘電率：２．３〜２．７）等の樹脂を例示することができる。
【００３８】
以下、液漏れ検出センサの具体的な実施例について図２乃至図７を参照して説明する。
【実施例２】
【００３９】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図２に示す。図２に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ１０は、一対の導線１１−１、１１−２と、一対の導線１１−１、１１−２を覆う絶縁部１３と、該絶縁部１３の一部に形成され、一対の導線１１−１、１１−２の一部を各々露出する溝部１４−１、１４−２とからなるものである。
溝部の幅は、導線よりも小さくして、該導線の飛び出しを防止している。具体的には、導線の１／３〜１／１０程度とすればよい。
本実施例では、導線は２ｍｍφとしており、前記絶縁部１３の溝部は１ｍｍ程度としている。
【００４０】
前記溝部１４−１、１４−２の露出部１５−１，１５−２により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線１１−１、１１−２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例３】
【００４１】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図３に示す。図３に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ２０は、一対の平板状の導線２１−１、２１−２と、該一対の平板状の導線２１−１、２１−２の少なくとも端面を露出して露出部２５−１．２５−２を形成するように一対の導線２１−１、２１−２を絶縁する絶縁部２３とからなるものである。
【００４２】
前記露出部２５−１，２５−２により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線２１−１、２１−２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例４】
【００４３】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図４に示す。図４に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ３０は、平板状の導線３１と略コの字状の導線３２と、前記平板状の導線３１を略コの字状の導線３２の内部に配設すると共に前記平板状の導線３１の一部を露出部３５としつつその周囲を絶縁する絶縁部３３とからなるものである。本実施例では、平板状としているが、本発明はこれに限定されず、芯状のものであってもよい。
【００４４】
前記露出部３５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線３１、３２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例５】
【００４５】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図５に示す。図５に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ４０は、芯状の導線４１と、該芯状の導線４１の周囲に絶縁部４３を介して配設される外被状の導線４２と、該外被状の導線４２と絶縁材４３の一部を切欠く溝部４４を形成し、前記芯状の導線４１の一部を露出して露出部４５を形成してなるものである。
本実施例はいわゆる同軸型のケーブル形状であり、中心の導線４１−１はその径を２ｍｍφ、絶縁部４３の外径は１０ｍｍφとしている。
【００４６】
前記露出部４５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線４１、４２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例６】
【００４７】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図６に示す。図６に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ５０は、芯状の導線５１と、該芯状の導線５１の周囲に絶縁材５３を介して配設される網状の導線５２と、前記絶縁材５３の一部を切欠く溝部５４を形成し、前記芯状の導線５１の一部を露出して露出部５５を形成してなるものである。
【００４８】
前記露出部５５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線５１、５２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例７】
【００４９】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図７に示す。図７に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ６０は、芯状の導線６１と、該芯状の導線６１の周囲に断面円形の複数の中実状又は中空状の絶縁部６３を介して配設される網状の導線６２とからなるのである。断面円形の複数の中実状又は中空状の絶縁部６３は複数束ねられて芯状の導線６１の周囲に配設されるので、それらが形成する隙間により導線６１の露出部６５が形成される。
【００５０】
前記露出部６５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線５１、５２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【００５１】
ここで、前述した実施例７に係る液漏れ検出センサ６０を用いて、水中に浸漬した場合におけるＴＤＲの測定結果を図８に示す。
液漏れ検出センサ６０は、全体の長さが約２０ｍとし、機器接続部分から約８ｍの付近から約１．８ｍの長さを水槽の水中に入れてある。
この液漏れ検出センサ６０は、図８に示すように、終端部分の反射がほぼ１０００ｍρであり、殆ど減衰していないことがわかる。
このように、絶縁部６３により導線の被覆を多くして露出部６５及び電極間に入る水の量を少なくすることにより、水中での減衰を小さくし、長距離での計測を実現することが判明した。
【実施例８】
【００５２】
このような液漏れ検出センサを用いた液質検査装置の一例である液漏れ検出装置の一例を図９に示す。
図９に示すように、液質検査装置の一例である液漏れ検出装置７０は、前述の実施例７に係る液漏れ検出センサ６０と、前記一対の導線の間にパルス電圧を印加してから各導線の間に反射電圧が戻るまでの時間に基づいて、前記対象機器の液漏れ位置を特定する液漏れ位置特定装置７１と具備するものである。復水器１０１は複数の冷却チューブ１０１ａを有しており、該冷却チューブに冷却水である海水１０２が流入されている。ボイラからのスチーム１０６は、冷却チューブで冷却され、凝縮水１０３となり、下部の回収槽１０５で回収される。
前記回収槽１０５には液漏れ検出センサ６０が液面から所定の距離をもって浸漬されている。
【００５３】
図１０は、液漏れ検出センサ６０を液面から所定距離を持って浸漬させておく吊り具８０であり、ワイヤ８１を介して複数のフロート８２を繋いでいる。そしてワイヤ８１から垂下された複数の連結具８３により、液面から所定距離を持って凝縮水中に浸漬させるようにしている。
【００５４】
液漏れ検出センサ６０と液漏れ位置特定装置７１とは信号線７２により連結され、検出結果を情報処理し、モニタ７３にその結果を警告として表示することになる。
この表示は、信号強度及びその信号強度から液漏れの有無とその場所等である。
【００５５】
図１１は、図９の液漏れ検出装置７０を使用して、海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す例である。
試験は、液漏れ検出センサ６０の約１０ｍの区間を７５０×７５０ｍｍｍの容器の中に渦巻状に設置し、循環する純水中に沈めておき、海水を局部的に滴下した場合においてＴＤＲ測定を行った。
【００５６】
図１１に示すように、水中に浸漬した液漏れ検出センサ６０の一部分(４ｍ〜５ｍ及び７ｍ〜８ｍ)においてインピーダンスの変化が発生し、その変化が時間とともに大きくなっていることが判明した。
【００５７】
一般に復水器は、長手方向に延びる細管が一平面上でこれと直角な方向に１８０度曲げられた後、該長手方向へ折り返される構造が繰り返されたものを１ユニットとし、このユニットが上下方向に多数積層された構成になっている。そして、細管の入側から流入した冷却海水は、復水器の外側に吹き付けられるボイラ蒸気を冷却して凝縮水とし、細管の出側から流出するようになっている。前記凝縮水は下方に設置された回収槽に溜められ、その後循環水として再利用される。
【００５８】
このような複数の細管において、例えば海水腐食による漏れが発生した場合には、当該腐食箇所から海水が漏れ、回収槽に落下される。回収槽は凝縮水のみであるので、液漏れ検出センサは通常ほぼ一定の値を示しているが、海水が落下するとその落下部分のイオン濃度が変化し、この変化を電気伝導率の変化として検出することで漏れを特定することができる。
【００５９】
以上の実施例においては、液漏れ対象機器として復水器を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液漏れと性質の異なる液中に本発明に係る液漏れ検出センサを設置し、ＴＤＲ装置においてその信号強度を計測することで漏れを的確に検出することができる。
【実施例９】
【００６０】
次に、復水器の回収槽内に設置した前記液漏れ検出センサの信号処理方法について説明する。
（１）第１の信号処理方法
先ず、定常状態（漏洩が発生していない状態）のケーブルインピーダンスを前述したＴＤＲ計測方法により、定期的に測定し、図１２に示すような信号生値と距離との関係からなる原波形を管理する。
次に、ケーブルインピーダンス測定値と予め設定した規定値とを比較する。
【００６１】
そして、規定値（例えば信号生値：３０）を超えてインピーダンスが減少した時に「漏洩発生の可能性有り」の判断を行なう。また、規定値以内の時には「定常状態」である判断を行なう。
本信号処理方法においては、ケーブルの初期インピーダンスが均一でなくても、初期状態からの変化として検出できることとなる。
【００６２】
また、復水器では真空状態であるので、その真空開始の初期においては、ボイドの発生がある。このボイドの発生によりインピーダンスのピーク波形が伸縮により変化する。この場合には、所定時間の各ピーク値を判断して、ピーク値のずれを修正することで、図１２に示すような生データに修正する。これにより、ボイドがケーブルに纏わりついてインピーダンスの波形が変化した場合でも修正することができる。
【００６３】
ここで、前記修正はボイドの発生による水質の変化以外に、例えば温度等の環境変化等の場合も同様に対応することができる。
また、長さ方向の伸縮の変化のみならず、波形の全体的な傾きを修正することも有効である。
【００６４】
（２）第２の信号処理方法
定常状態（漏洩が発生していない状態）のケーブルインピーダンスを定期的に測定し、原波形を管理する（図１２参照）。
次に、浸漬ケーブルの始点及び終点のケーブルインピーダンス測定値のレベル差を、予め設定した規定値と比較する。この差分の結果を図１３に示す。
【００６５】
図１３に示す第２の信号処理に係る差分データでは、図１２のような生値のみとは異なり、距離方向のケーブルのインピーダンスを考慮しているので、全体としての異常の有無の判断が向上する。
【００６６】
そして、予め規定していた規定値（例えば差分信号：−３０）を超えて減少した時に「漏洩発生の可能性有り」の判断を行なう。また、規定値以内の時には「定常状態」である判断を行なう。
【００６７】
前記第１の信号処理方法では、図１２において、初期のインピーダンス分布が均一でない場合、測定結果の差分を単にとるだけではサンプリングのずれ等による影響から、差分値の大小が発生してしまうことがある。例えばＳｉｎ関数の位相がずれた２つの差分を計算すると、Ｓｉｎの微分値が最大のところで、差分値が最大となる。
これに対して、第２の信号処理方法では、このような位相のずれによって生じる信号ずれによる誤検知を防止できる。
【００６８】
このように、第２の信号処理ではケーブルの距離方向の信号の変化を検知することで、全体としての漏洩の異常の有無を判断することができる。
【００６９】
（３）第３の信号処理方法
第１の信号処理又は第２の信号処理において、漏洩可能性有りの時には、更に以下の信号処理を行なう。
先ず、ケーブルのインピーダンスを定期的に測定し、順次以下の処理を施す。
ａ）第２の信号処理の平滑化処理を行なう。この平滑化処理は、Ｍ点（例えば５点）移動平均処理を行ない、その結果を差分・平均処理とする（図１４参照）。
ｂ）次に、図１４の差分データより信号速度算出を行なう。例えばケーブル有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点二次曲線（下記式（１））の傾きを、例えば微分処理にて求め（下記式（２））、局所的な信号の変化を信号速度として算出する（図１５）。
二次近似式：ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ ・・・（１）
速度算出：ｄｙ／ｄｘ＝２ａｘ＋ｂ ・・・（２）
ここで、ｘ値はＮ点のセンターの距離値である。
【００７０】
図１５に示すように、この信号速度の変化（おおきな落ち込みがある）より、漏洩有りの確定的判断と漏洩位置の特定を行なう。
前記信号の速度データより、必要に応じて警報を出力する。
また、図１６に示すように、例えば複数の閾値を設け、段階的に海水漏洩注意（レベル１）、軽故障（レベル２）、重故障（レベル３）の警報種別と漏洩箇所を発信する。
【００７１】
このように、第３の信号処理を行なうようにすることで、ケーブルのインピーダンス分布から、海水漏洩の程度及び漏洩位置を特定することができる。
【００７２】
なお、差分データにおいて、ノイズが少ない場合には、平滑化処理を省略することができる。
【００７３】
また、図１３に示すような差分データ処理を行なうことなく、直接信号生値（図１２）から信号速度算出処理を行い、図１５に示すような海水漏洩の程度及び漏洩位置を特定するようにしてもよい。
【００７４】
また、図１７に示すように、信号処理をディスプレー状に表示することで、回収槽１０５の特定の個所での信号１２１の強度を示すようにして、視覚的な判断を迅速に行なうようにするようにしてもよい。
【００７５】
次に、液漏れ検出装置を用いた海水漏洩の検出方法について説明する。
図１８は液漏れ検出装置を用いた海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
図１８に示すように、液漏れ検出装置の警報の有無を判断する（Ｓ１０１）。
警報が有る場合には、海水濃度の高い位置及びその拡がりを確認する（Ｓ１０２）。
確認後、海水がリークしている系統の特定を行なう（Ｓ１０３）。
次いで、系統の停止を行なう（Ｓ１０４）。
【００７６】
また、ステップＳ１０１において、警報が無い場合には、液漏れ検出装置の警報レベルではないが、特定位置での異常な信号挙動を確認する（Ｓ１０５）。
挙動が無い場合には、引き続き液漏れ検出装置での警報の有無を確認する（Ｓ１０１）。
一方、挙動が有る場合には、特定の系統の停止の有無を判断する（Ｓ１０６）。
停止と判断した場合には、特定の系統の停止を行なう（Ｓ１０４）。
【００７７】
本実施例によれば、復水器の海水漏洩を高感度で安定して検出することが可能となる。
また、海水漏洩を確実に検知可能となり、漏洩の発生箇所の特定が迅速に行なうことができる。
【００７８】
また、各種検査装置（塩素濃度計等）と本液漏れ検出装置との併用による海水漏洩の検出方法について説明する。
図１９は各種検査装置と液漏れ検出装置とを用いた海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
図１９に示すように、各種検査装置の警報の有無を判断する（Ｓ２０１）。
警報が有る場合には、液漏れ検出装置での警報の有無を判断する（Ｓ２０２）。
前記液漏れ検出装置で警報が有る場合には、海水濃度の高い位置及びその拡がりを確認する（Ｓ２０３）。
確認後、海水がリークしている系統の特定を行ない、次いで、系統の停止を行なう（Ｓ２０４）。
なお、各種検査装置の警報が有る場合でも、液漏れ検出装置での警報が無い場合には、海水の漏洩がないことになるので、引き続き監視を行なう（Ｓ２０５）。
【００７９】
これにより、検査装置での警報が誤警報である場合に、迅速な対応が可能となる。
特に、塩素濃度計等においては、気象条件の変化等により、ＣＯ２が混入して検査装置でのデータに変動が生じる場合があるが、本液漏れ検出装置との併用により、海水漏洩の有無の瞬時の判断が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明にかかる液漏れ検出センサは、液漏れを広範囲に亙って確実に検出でき、例えば復水器の海水リークを高感度で安定して検出することに用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施例１に係る液漏れ検出センサの概略図である。
【図２】実施例２に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図３】実施例３に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図４】実施例４に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図５】実施例５に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図６】実施例６に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図７】実施例７に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図８】実施例７に係る液漏れ検出センサのＴＤＲ計測結果図である。
【図９】実施例８に係る液漏れ検出装置の概略図である。
【図１０】実施例８に係る吊り具の概略図である。
【図１１】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【図１２】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験の信号生値の結果図である。
【図１３】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す差分信号図である。
【図１４】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す平滑化処理した差分信号図である。
【図１５】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果の信号速度算出結果図である。
【図１６】判定と警報メッセージの一例を示す図である。
【図１７】警報メッセージの一例を示すディスプレー状のイメージ図である。
【図１８】液漏れ検出装置による海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
【図１９】各種検査装置と液漏れ検出装置とを用いた海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
【図２０】従来技術の漏れ検出装置の概略図である。
【図２１】従来技術のＴＤＲ計測試験装置を示す図である。
【図２２】従来技術のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【図２３】従来技術のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００ 液漏れ検出センサ
１０１ 復水器
１０２ 海水
１０３ 凝縮水
１０４−１、１０４−２ 導線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電設備の復水器等、例えば海水が流れる機器からの液漏れ等の液質の変化を検出する液質センサ、液質検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電設備等においては、ボイラで発生した蒸気を復水器で冷却凝縮させ、ボイラ水（純水）として循環使用している。ここで、復水器内ボイラ蒸気を冷却する冷却管が設けられ、該冷却管には冷却用の海水が流れているが、該冷却管に亀裂等が生じると、そこから海水が液漏れし、凝縮したボイラ凝縮水に混入し、該凝縮水に塩分が混じって各種配管等を腐食させることになる。そこで、復水器からの海水の液漏れをチェックすべく、各種の海水漏洩検出装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記した従来技術の場合、復水器下部に凝縮したボイラ水を採取して液分析を行うため、リークした海水がボイラ水で大幅に希釈され、その分検出感度が低下するという問題がある。又、実際の海水リークは復水器の一部が亀裂して生じるが、上記技術の場合、復水器のどの場所がリークしているかを特定することができず、対応に時間がかかる問題もあった。
【０００４】
そこで、本出願人は、図２０に示すような漏れ検出装置を提案した。図２０に示すように、従来の漏れ検出装置は、液漏れ検出の対象機器２００の下方に設置され、一の方向に平行な第１方向と、該一の方向と交差する第２方向とに配置されて互いに離間する多数の金属線２Ａ〜２Ｈ、３Ａ、３Ｂと、いずれかの第１方向の金属線３Ａと第２方向の金属線２Ｄとの間の電気伝導度の値と、そのときの各金属線３Ａ，２Ｄの交差した位置とに基づいて対象機器の漏れ位置を特定する漏れ位置特定手段２０１とを備えたものである（特許文献２、図１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４１５９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２にかかる漏れ検出装置は、漏れ検出対象機器の下方に設置され、海水と凝縮水とが落下してくる際の電気伝導率の差による電極間の抵抗の変化を検出しようとしている。この方法では、滴下する水が電極間に入る場合とそうでない場合（空間又は水蒸気が電極間に存在する場合）の電極間の電気的特性の変化に比べて、水で希釈された海水の混入による電気的特性の変化が小さい点、及び滴下する海水を検出するには、センサを面状に、しかも非常に密に張り巡らす必要があり、飛散する海水を容易に検出することができない、という問題がある。
【０００７】
そこで、飛散する海水を検出可能とするために、図２１に示すように、落下水の回収槽２１０中に、一対の裸電極２１１−１、２１１−２からなる検出センサ２１２を浸漬させて、ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｏｒｙ）装置２１３により一対の裸電極の抵抗を計測するようにした。
しかしながら、裸電極の空気中の抵抗では、図２２に示すように、１．８ｍの場合、減衰率３割程度で良好な反射を示しているが、水中で測定した場合には、図２３に示すように、１．８ｍの最初の部分で減衰率が極端に低下し、測定できないという、問題がある。
よって、復水器のような広範囲な部分の海水の微小な液漏れを精度よく検出することが困難であるという問題がある。
【０００８】
よって、飛散する海水を確実に検知可能とし、且つ微小な海水の量の液漏れを液中において広範囲に検出することができる液漏れ検出装置の出現が要望されている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、例えば復水器の海水リーク等の液漏れを高感度で安定して検出することが可能となる液質センサ、液質検出装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、溶液中の液質の変化を検出する一対の導線からなる液質センサであって、前記溶液中に設置される一対の導線の両方の導線が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなることを特徴とする液質センサにある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液とは異なる溶液の落下又は侵入又は拡散によるものであることを特徴とする液質センサにある。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液を励起させる媒体の侵入によるものであることを特徴とする液質センサにある。
【００１３】
第４の発明は、第２の発明において、液漏れ検出の対象機器の下方に設置されると共に、漏れ液とは性質の異なる溶液中内に設置されてなることを特徴とする液質センサにある。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って、所定間隔をもって形成されてなることを特徴とする液質センサにある。
【００１５】
第６の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って形成されてなることを特徴とする液質センサにある。
【００１６】
第７の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記絶縁材の比誘電率が３以下であることを特徴とする液質センサにある。
【００１７】
第８の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、一対の導線と、一対の導線を覆う絶縁部と、該絶縁部の一部に形成され、一対の導線の一部を各々露出する溝部とからなる液質センサにある。
【００１８】
第９の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、一対の平板状の導線と、導線の少なくとも端面を露出するように一対の導線を絶縁する絶縁部とからなる液質センサにある。
【００１９】
第１０の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、平板状又は芯状の導線と略コの字状の導線と、前記平板状又は芯状の導線を略コの字状の導線の内部に配設すると共に前記平板状又は芯状の導線の一部を露出部としつつその周囲を絶縁する絶縁部とからなる液質センサにある。
【００２０】
第１１の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される外被状の導線と、該外被状の導線と絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなる液質センサにある。
【００２１】
第１２の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される網状の導線と、前記絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなることを特徴とする液質センサにある。
【００２２】
第１３の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に断面矩形状又は円形の複数の中実状又は中空状の絶縁材を介して配設される網状の導線とからなることを特徴とする液質センサにある。
【００２３】
第１４の発明は、第１乃至１３のいずれか一つの発明において、一対の導線がケーブル状であることを特徴とする液質センサにある。
【００２４】
第１５の発明は、第１乃至１４のいずれか一つの液質センサと、前記一対の導線の間にパルス電圧を印加してから各導線の間に反射電圧が戻るまでの時間に基づいて、前記液質変化位置を特定する液液質位置特定装置と具備することを特徴とする液質検出装置にある。
【００２５】
第１６の発明は、第１５の発明において、前記対象機器が復水器であると共に、前記液漏れ液が海水であることを特徴とする液質検出装置にある。
【００２６】
第１７の発明は、第１６の液質検出装置を用い、先ず、漏洩が発生していない定常状態の導線のインピーダンスを定期的に測定し、信号生値と距離との関係からなる原波形を管理し、前記導線のインピーダンス測定値と予め設定した規定値とを比較し、規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００２７】
第１８の発明は、第１７の発明において、インピーダンス波形の伸縮及び傾きを修正し、その後判断を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００２８】
第１９の発明は、第１７の発明において、導線の浸漬の始点及び終点のインピーダンス測定値のレベル差を、予め設定した規定値と比較し、この差分の結果より、規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００２９】
第２０の発明は、第１７の発明において、次いで、計測する導線の有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【００３０】
第２１の発明は、第２０の発明において、次いで導線有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法にある。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、液漏れを広範囲に亙って確実に検出でき、例えば復水器の海水リークを高感度で安定して検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００３３】
本発明による実施例１に係る液質センサ、液質検出装置及び方法について、図面を参照して説明する。
本発明の液質センサは、溶液中の液質の変化を検出する一対の導線からなる液質センサであって、前記溶液中に設置される一対の導線の両方の導線が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなるものである。ここで、液質変化とは、例えば液質センサが浸漬されている溶液とは異なる溶液の落下及び侵入又は拡散により信号が変化するものに限定されるものではなく、例えばＸ線等の光や音等の媒体の励起作用によって、前記液質の構成要素を変化（変質又は拡散等）するようなものも含まれる。また、媒体自体が変化する等の経時的な要素の変化も含まれる。
【００３４】
以下、本実施例では、液質センサとして液漏れ検出センサを一例として説明する。
図１は、実施例１に係る液質センサの一具体例である液漏れ検出センサを示す概念図である。本実施例では液漏れ対象機器として復水器を用いている。
図１に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ１００は、液漏れ検出の対象機器である復水器１０１の下方に設置されて漏れ液である海水１０２とは性質の異なる溶液である凝縮水１０３中内に設置されてなる一対の導線１０４−１，１０４−２からなる液漏れ検出センサであって、前記一対の導線１０４−１，１０４−２の両方が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなるものである。符号１０５は凝縮水１０３を回収する回収槽、１０６はスチームである。
【００３５】
一対の導線１０４−１，１０４−２はＴＤＲ法において、海水漏れがある場合に電気伝導率の変化による一対の導線（２電極）１０４−１，１０４−２間の抵抗変化によりその液漏れを検出するようにしている。
【００３６】
前記絶縁材の露出部はその導線の軸方向に亙って、所定間隔をもって形成されてなるものが好ましい。所定間隔とは例えば３０ｃｍ、５０ｃｍ・・・毎に露出部が形成されていることをいう。
また、前記絶縁材の露出部が導線の軸方向の全てに亙って形成されてなるものが更に好ましい。全てに亙って露出部が形成されていることにより、漏れの検出範囲が向上するからである。
【００３７】
また、前記絶縁材の比誘電率は３以下とするのが好ましい。一般に水の比誘電率はその条件によっても異なるが、８０程度であるのでその影響を受けないような例えば樹脂等の比誘電率が３以下のものとするようにしている。
比誘電率が３以下の絶縁材としては、例えばポリエチレン（ＰＥ、比誘電率：２．３）、ポリプロピレン（ＰＰ、比誘電率：２．３〜２．７）等の樹脂を例示することができる。
【００３８】
以下、液漏れ検出センサの具体的な実施例について図２乃至図７を参照して説明する。
【実施例２】
【００３９】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図２に示す。図２に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ１０は、一対の導線１１−１、１１−２と、一対の導線１１−１、１１−２を覆う絶縁部１３と、該絶縁部１３の一部に形成され、一対の導線１１−１、１１−２の一部を各々露出する溝部１４−１、１４−２とからなるものである。
溝部の幅は、導線よりも小さくして、該導線の飛び出しを防止している。具体的には、導線の１／３〜１／１０程度とすればよい。
本実施例では、導線は２ｍｍφとしており、前記絶縁部１３の溝部は１ｍｍ程度としている。
【００４０】
前記溝部１４−１、１４−２の露出部１５−１，１５−２により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線１１−１、１１−２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例３】
【００４１】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図３に示す。図３に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ２０は、一対の平板状の導線２１−１、２１−２と、該一対の平板状の導線２１−１、２１−２の少なくとも端面を露出して露出部２５−１．２５−２を形成するように一対の導線２１−１、２１−２を絶縁する絶縁部２３とからなるものである。
【００４２】
前記露出部２５−１，２５−２により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線２１−１、２１−２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例４】
【００４３】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図４に示す。図４に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ３０は、平板状の導線３１と略コの字状の導線３２と、前記平板状の導線３１を略コの字状の導線３２の内部に配設すると共に前記平板状の導線３１の一部を露出部３５としつつその周囲を絶縁する絶縁部３３とからなるものである。本実施例では、平板状としているが、本発明はこれに限定されず、芯状のものであってもよい。
【００４４】
前記露出部３５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線３１、３２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例５】
【００４５】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図５に示す。図５に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ４０は、芯状の導線４１と、該芯状の導線４１の周囲に絶縁部４３を介して配設される外被状の導線４２と、該外被状の導線４２と絶縁材４３の一部を切欠く溝部４４を形成し、前記芯状の導線４１の一部を露出して露出部４５を形成してなるものである。
本実施例はいわゆる同軸型のケーブル形状であり、中心の導線４１−１はその径を２ｍｍφ、絶縁部４３の外径は１０ｍｍφとしている。
【００４６】
前記露出部４５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線４１、４２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例６】
【００４７】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図６に示す。図６に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ５０は、芯状の導線５１と、該芯状の導線５１の周囲に絶縁材５３を介して配設される網状の導線５２と、前記絶縁材５３の一部を切欠く溝部５４を形成し、前記芯状の導線５１の一部を露出して露出部５５を形成してなるものである。
【００４８】
前記露出部５５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線５１、５２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【実施例７】
【００４９】
本実施例に係る液漏れ検出センサの断面概略図を図７に示す。図７に示すように、本実施例に係る液漏れ検出センサ６０は、芯状の導線６１と、該芯状の導線６１の周囲に断面円形の複数の中実状又は中空状の絶縁部６３を介して配設される網状の導線６２とからなるのである。断面円形の複数の中実状又は中空状の絶縁部６３は複数束ねられて芯状の導線６１の周囲に配設されるので、それらが形成する隙間により導線６１の露出部６５が形成される。
【００５０】
前記露出部６５により、海水の漏れによる電気伝導率の変化による一対の導線５１、５２からなる電極間の抵抗変化を高感度に検出することができる。
【００５１】
ここで、前述した実施例７に係る液漏れ検出センサ６０を用いて、水中に浸漬した場合におけるＴＤＲの測定結果を図８に示す。
液漏れ検出センサ６０は、全体の長さが約２０ｍとし、機器接続部分から約８ｍの付近から約１．８ｍの長さを水槽の水中に入れてある。
この液漏れ検出センサ６０は、図８に示すように、終端部分の反射がほぼ１０００ｍρであり、殆ど減衰していないことがわかる。
このように、絶縁部６３により導線の被覆を多くして露出部６５及び電極間に入る水の量を少なくすることにより、水中での減衰を小さくし、長距離での計測を実現することが判明した。
【実施例８】
【００５２】
このような液漏れ検出センサを用いた液質検査装置の一例である液漏れ検出装置の一例を図９に示す。
図９に示すように、液質検査装置の一例である液漏れ検出装置７０は、前述の実施例７に係る液漏れ検出センサ６０と、前記一対の導線の間にパルス電圧を印加してから各導線の間に反射電圧が戻るまでの時間に基づいて、前記対象機器の液漏れ位置を特定する液漏れ位置特定装置７１と具備するものである。復水器１０１は複数の冷却チューブ１０１ａを有しており、該冷却チューブに冷却水である海水１０２が流入されている。ボイラからのスチーム１０６は、冷却チューブで冷却され、凝縮水１０３となり、下部の回収槽１０５で回収される。
前記回収槽１０５には液漏れ検出センサ６０が液面から所定の距離をもって浸漬されている。
【００５３】
図１０は、液漏れ検出センサ６０を液面から所定距離を持って浸漬させておく吊り具８０であり、ワイヤ８１を介して複数のフロート８２を繋いでいる。そしてワイヤ８１から垂下された複数の連結具８３により、液面から所定距離を持って凝縮水中に浸漬させるようにしている。
【００５４】
液漏れ検出センサ６０と液漏れ位置特定装置７１とは信号線７２により連結され、検出結果を情報処理し、モニタ７３にその結果を警告として表示することになる。
この表示は、信号強度及びその信号強度から液漏れの有無とその場所等である。
【００５５】
図１１は、図９の液漏れ検出装置７０を使用して、海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す例である。
試験は、液漏れ検出センサ６０の約１０ｍの区間を７５０×７５０ｍｍｍの容器の中に渦巻状に設置し、循環する純水中に沈めておき、海水を局部的に滴下した場合においてＴＤＲ測定を行った。
【００５６】
図１１に示すように、水中に浸漬した液漏れ検出センサ６０の一部分(４ｍ〜５ｍ及び７ｍ〜８ｍ)においてインピーダンスの変化が発生し、その変化が時間とともに大きくなっていることが判明した。
【００５７】
一般に復水器は、長手方向に延びる細管が一平面上でこれと直角な方向に１８０度曲げられた後、該長手方向へ折り返される構造が繰り返されたものを１ユニットとし、このユニットが上下方向に多数積層された構成になっている。そして、細管の入側から流入した冷却海水は、復水器の外側に吹き付けられるボイラ蒸気を冷却して凝縮水とし、細管の出側から流出するようになっている。前記凝縮水は下方に設置された回収槽に溜められ、その後循環水として再利用される。
【００５８】
このような複数の細管において、例えば海水腐食による漏れが発生した場合には、当該腐食箇所から海水が漏れ、回収槽に落下される。回収槽は凝縮水のみであるので、液漏れ検出センサは通常ほぼ一定の値を示しているが、海水が落下するとその落下部分のイオン濃度が変化し、この変化を電気伝導率の変化として検出することで漏れを特定することができる。
【００５９】
以上の実施例においては、液漏れ対象機器として復水器を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液漏れと性質の異なる液中に本発明に係る液漏れ検出センサを設置し、ＴＤＲ装置においてその信号強度を計測することで漏れを的確に検出することができる。
【実施例９】
【００６０】
次に、復水器の回収槽内に設置した前記液漏れ検出センサの信号処理方法について説明する。
（１）第１の信号処理方法
先ず、定常状態（漏洩が発生していない状態）のケーブルインピーダンスを前述したＴＤＲ計測方法により、定期的に測定し、図１２に示すような信号生値と距離との関係からなる原波形を管理する。
次に、ケーブルインピーダンス測定値と予め設定した規定値とを比較する。
【００６１】
そして、規定値（例えば信号生値：３０）を超えてインピーダンスが減少した時に「漏洩発生の可能性有り」の判断を行なう。また、規定値以内の時には「定常状態」である判断を行なう。
本信号処理方法においては、ケーブルの初期インピーダンスが均一でなくても、初期状態からの変化として検出できることとなる。
【００６２】
また、復水器では真空状態であるので、その真空開始の初期においては、ボイドの発生がある。このボイドの発生によりインピーダンスのピーク波形が伸縮により変化する。この場合には、所定時間の各ピーク値を判断して、ピーク値のずれを修正することで、図１２に示すような生データに修正する。これにより、ボイドがケーブルに纏わりついてインピーダンスの波形が変化した場合でも修正することができる。
【００６３】
ここで、前記修正はボイドの発生による水質の変化以外に、例えば温度等の環境変化等の場合も同様に対応することができる。
また、長さ方向の伸縮の変化のみならず、波形の全体的な傾きを修正することも有効である。
【００６４】
（２）第２の信号処理方法
定常状態（漏洩が発生していない状態）のケーブルインピーダンスを定期的に測定し、原波形を管理する（図１２参照）。
次に、浸漬ケーブルの始点及び終点のケーブルインピーダンス測定値のレベル差を、予め設定した規定値と比較する。この差分の結果を図１３に示す。
【００６５】
図１３に示す第２の信号処理に係る差分データでは、図１２のような生値のみとは異なり、距離方向のケーブルのインピーダンスを考慮しているので、全体としての異常の有無の判断が向上する。
【００６６】
そして、予め規定していた規定値（例えば差分信号：−３０）を超えて減少した時に「漏洩発生の可能性有り」の判断を行なう。また、規定値以内の時には「定常状態」である判断を行なう。
【００６７】
前記第１の信号処理方法では、図１２において、初期のインピーダンス分布が均一でない場合、測定結果の差分を単にとるだけではサンプリングのずれ等による影響から、差分値の大小が発生してしまうことがある。例えばＳｉｎ関数の位相がずれた２つの差分を計算すると、Ｓｉｎの微分値が最大のところで、差分値が最大となる。
これに対して、第２の信号処理方法では、このような位相のずれによって生じる信号ずれによる誤検知を防止できる。
【００６８】
このように、第２の信号処理ではケーブルの距離方向の信号の変化を検知することで、全体としての漏洩の異常の有無を判断することができる。
【００６９】
（３）第３の信号処理方法
第１の信号処理又は第２の信号処理において、漏洩可能性有りの時には、更に以下の信号処理を行なう。
先ず、ケーブルのインピーダンスを定期的に測定し、順次以下の処理を施す。
ａ）第２の信号処理の平滑化処理を行なう。この平滑化処理は、Ｍ点（例えば５点）移動平均処理を行ない、その結果を差分・平均処理とする（図１４参照）。
ｂ）次に、図１４の差分データより信号速度算出を行なう。例えばケーブル有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点二次曲線（下記式（１））の傾きを、例えば微分処理にて求め（下記式（２））、局所的な信号の変化を信号速度として算出する（図１５）。
二次近似式：ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ ・・・（１）
速度算出：ｄｙ／ｄｘ＝２ａｘ＋ｂ ・・・（２）
ここで、ｘ値はＮ点のセンターの距離値である。
【００７０】
図１５に示すように、この信号速度の変化（おおきな落ち込みがある）より、漏洩有りの確定的判断と漏洩位置の特定を行なう。
前記信号の速度データより、必要に応じて警報を出力する。
また、図１６に示すように、例えば複数の閾値を設け、段階的に海水漏洩注意（レベル１）、軽故障（レベル２）、重故障（レベル３）の警報種別と漏洩箇所を発信する。
【００７１】
このように、第３の信号処理を行なうようにすることで、ケーブルのインピーダンス分布から、海水漏洩の程度及び漏洩位置を特定することができる。
【００７２】
なお、差分データにおいて、ノイズが少ない場合には、平滑化処理を省略することができる。
【００７３】
また、図１３に示すような差分データ処理を行なうことなく、直接信号生値（図１２）から信号速度算出処理を行い、図１５に示すような海水漏洩の程度及び漏洩位置を特定するようにしてもよい。
【００７４】
また、図１７に示すように、信号処理をディスプレー状に表示することで、回収槽１０５の特定の個所での信号１２１の強度を示すようにして、視覚的な判断を迅速に行なうようにするようにしてもよい。
【００７５】
次に、液漏れ検出装置を用いた海水漏洩の検出方法について説明する。
図１８は液漏れ検出装置を用いた海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
図１８に示すように、液漏れ検出装置の警報の有無を判断する（Ｓ１０１）。
警報が有る場合には、海水濃度の高い位置及びその拡がりを確認する（Ｓ１０２）。
確認後、海水がリークしている系統の特定を行なう（Ｓ１０３）。
次いで、系統の停止を行なう（Ｓ１０４）。
【００７６】
また、ステップＳ１０１において、警報が無い場合には、液漏れ検出装置の警報レベルではないが、特定位置での異常な信号挙動を確認する（Ｓ１０５）。
挙動が無い場合には、引き続き液漏れ検出装置での警報の有無を確認する（Ｓ１０１）。
一方、挙動が有る場合には、特定の系統の停止の有無を判断する（Ｓ１０６）。
停止と判断した場合には、特定の系統の停止を行なう（Ｓ１０４）。
【００７７】
本実施例によれば、復水器の海水漏洩を高感度で安定して検出することが可能となる。
また、海水漏洩を確実に検知可能となり、漏洩の発生箇所の特定が迅速に行なうことができる。
【００７８】
また、各種検査装置（塩素濃度計等）と本液漏れ検出装置との併用による海水漏洩の検出方法について説明する。
図１９は各種検査装置と液漏れ検出装置とを用いた海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
図１９に示すように、各種検査装置の警報の有無を判断する（Ｓ２０１）。
警報が有る場合には、液漏れ検出装置での警報の有無を判断する（Ｓ２０２）。
前記液漏れ検出装置で警報が有る場合には、海水濃度の高い位置及びその拡がりを確認する（Ｓ２０３）。
確認後、海水がリークしている系統の特定を行ない、次いで、系統の停止を行なう（Ｓ２０４）。
なお、各種検査装置の警報が有る場合でも、液漏れ検出装置での警報が無い場合には、海水の漏洩がないことになるので、引き続き監視を行なう（Ｓ２０５）。
【００７９】
これにより、検査装置での警報が誤警報である場合に、迅速な対応が可能となる。
特に、塩素濃度計等においては、気象条件の変化等により、ＣＯ２が混入して検査装置でのデータに変動が生じる場合があるが、本液漏れ検出装置との併用により、海水漏洩の有無の瞬時の判断が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明にかかる液漏れ検出センサは、液漏れを広範囲に亙って確実に検出でき、例えば復水器の海水リークを高感度で安定して検出することに用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施例１に係る液漏れ検出センサの概略図である。
【図２】実施例２に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図３】実施例３に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図４】実施例４に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図５】実施例５に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図６】実施例６に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図７】実施例７に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図８】実施例７に係る液漏れ検出センサのＴＤＲ計測結果図である。
【図９】実施例８に係る液漏れ検出装置の概略図である。
【図１０】実施例８に係る吊り具の概略図である。
【図１１】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【図１２】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験の信号生値の結果図である。
【図１３】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す差分信号図である。
【図１４】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す平滑化処理した差分信号図である。
【図１５】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果の信号速度算出結果図である。
【図１６】判定と警報メッセージの一例を示す図である。
【図１７】警報メッセージの一例を示すディスプレー状のイメージ図である。
【図１８】液漏れ検出装置による海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
【図１９】各種検査装置と液漏れ検出装置とを用いた海水漏洩の検出方法を実施するフロー図である。
【図２０】従来技術の漏れ検出装置の概略図である。
【図２１】従来技術のＴＤＲ計測試験装置を示す図である。
【図２２】従来技術のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【図２３】従来技術のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００ 液漏れ検出センサ
１０１ 復水器
１０２ 海水
１０３ 凝縮水
１０４−１、１０４−２ 導線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液中の液質の変化を検出する一対の導線からなる液質センサであって、
前記溶液中に設置される一対の導線の両方の導線が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなることを特徴とする液質センサ。
【請求項２】
請求項１において、
前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液とは異なる溶液の落下又は侵入又は拡散によるものであることを特徴とする液質センサ。
【請求項３】
請求項１において、
前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液を励起させる媒体の侵入によるものであることを特徴とする液質センサ。
【請求項４】
請求項２において、
液漏れ検出の対象機器の下方に設置されると共に、漏れ液とは性質の異なる溶液中内に設置されてなることを特徴とする液質センサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って、所定間隔をもって形成されてなることを特徴とする液質センサ。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って形成されてなることを特徴とする液質センサ。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記絶縁材の比誘電率が３以下であることを特徴とする液質センサ。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
一対の導線と、
一対の導線を覆う絶縁部と、
該絶縁部の一部に形成され、一対の導線の一部を各々露出する溝部とからなる液質センサ。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
一対の平板状の導線と、
導線の少なくとも端面を露出するように一対の導線を絶縁する絶縁部とからなる液質センサ。
【請求項１０】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
平板状又は芯状の導線と略コの字状の導線と、
前記平板状又は芯状の導線を略コの字状の導線の内部に配設すると共に前記平板状又は芯状の導線の一部を露出部としつつその周囲を絶縁する絶縁部とからなる液質センサ。
【請求項１１】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される外被状の導線と、
該外被状の導線と絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなる液質センサ。
【請求項１２】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される網状の導線と、
前記絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなることを特徴とする液質センサ。
【請求項１３】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に断面矩形状又は円形の複数の中実状又は中空状の絶縁材を介して配設される網状の導線とからなることを特徴とする液質センサ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一つにおいて、
一対の導線がケーブル状であることを特徴とする液質センサ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一つの液質センサと、
前記一対の導線の間にパルス電圧を印加してから各導線の間に反射電圧が戻るまでの時間に基づいて、前記液質変化位置を特定する液液質位置特定装置と具備することを特徴とする液質検出装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記対象機器が復水器であると共に、前記液漏れ液が海水であることを特徴とする液質検出装置。
【請求項１７】
請求項１６の液質検出装置を用い、
先ず、漏洩が発生していない定常状態の導線のインピーダンスを定期的に測定し、信号生値と距離との関係からなる原波形を管理し、
前記導線のインピーダンス測定値と予め設定した規定値とを比較し、
規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項１８】
請求項１７において、
インピーダンス波形の伸縮及び傾きを修正し、その後判断を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項１９】
請求項１７において、
導線の浸漬の始点及び終点のインピーダンス測定値のレベル差を、予め設定した規定値と比較し、この差分の結果より、規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項２０】
請求項１７において、
次いで、計測する導線の有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項２１】
請求項２０において、
次いで導線有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項１】
溶液中の液質の変化を検出する一対の導線からなる液質センサであって、
前記溶液中に設置される一対の導線の両方の導線が、少なくとも一部を露出するように絶縁材が存在してなることを特徴とする液質センサ。
【請求項２】
請求項１において、
前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液とは異なる溶液の落下又は侵入又は拡散によるものであることを特徴とする液質センサ。
【請求項３】
請求項１において、
前記液質の変化が、一対の導線が設置される溶液を励起させる媒体の侵入によるものであることを特徴とする液質センサ。
【請求項４】
請求項２において、
液漏れ検出の対象機器の下方に設置されると共に、漏れ液とは性質の異なる溶液中内に設置されてなることを特徴とする液質センサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って、所定間隔をもって形成されてなることを特徴とする液質センサ。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記絶縁材の露出部が導線の軸方向に亙って形成されてなることを特徴とする液質センサ。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記絶縁材の比誘電率が３以下であることを特徴とする液質センサ。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
一対の導線と、
一対の導線を覆う絶縁部と、
該絶縁部の一部に形成され、一対の導線の一部を各々露出する溝部とからなる液質センサ。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
一対の平板状の導線と、
導線の少なくとも端面を露出するように一対の導線を絶縁する絶縁部とからなる液質センサ。
【請求項１０】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
平板状又は芯状の導線と略コの字状の導線と、
前記平板状又は芯状の導線を略コの字状の導線の内部に配設すると共に前記平板状又は芯状の導線の一部を露出部としつつその周囲を絶縁する絶縁部とからなる液質センサ。
【請求項１１】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される外被状の導線と、
該外被状の導線と絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなる液質センサ。
【請求項１２】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に絶縁材を介して配設される網状の導線と、
前記絶縁材の一部を切欠く溝部を形成し、前記芯状の導線の一部を露出してなることを特徴とする液質センサ。
【請求項１３】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
芯状の導線と、該芯状の導線の周囲に断面矩形状又は円形の複数の中実状又は中空状の絶縁材を介して配設される網状の導線とからなることを特徴とする液質センサ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一つにおいて、
一対の導線がケーブル状であることを特徴とする液質センサ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一つの液質センサと、
前記一対の導線の間にパルス電圧を印加してから各導線の間に反射電圧が戻るまでの時間に基づいて、前記液質変化位置を特定する液液質位置特定装置と具備することを特徴とする液質検出装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記対象機器が復水器であると共に、前記液漏れ液が海水であることを特徴とする液質検出装置。
【請求項１７】
請求項１６の液質検出装置を用い、
先ず、漏洩が発生していない定常状態の導線のインピーダンスを定期的に測定し、信号生値と距離との関係からなる原波形を管理し、
前記導線のインピーダンス測定値と予め設定した規定値とを比較し、
規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項１８】
請求項１７において、
インピーダンス波形の伸縮及び傾きを修正し、その後判断を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項１９】
請求項１７において、
導線の浸漬の始点及び終点のインピーダンス測定値のレベル差を、予め設定した規定値と比較し、この差分の結果より、規定値を超えてインピーダンスが変化した時には、漏洩発生の可能性有る旨の判断を行なうと共に、規定値以内の時には定常状態である旨の判断を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項２０】
請求項１７において、
次いで、計測する導線の有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【請求項２１】
請求項２０において、
次いで導線有効範囲内をスタート点より移動式Ｎ点Ｋ次曲線の傾きを算出し、その後局所的な信号の変化を信号速度として算出し、この信号速度の変化より、漏洩有りの判断と漏洩位置の特定を行なうことを特徴とする液質検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００６−２６７０９５（Ｐ２００６−２６７０９５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４９３２９（Ｐ２００６−４９３２９）
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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