JP2020091269A - 配送管の漏出モニタリング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配送管の漏出判定に対する正確度を向上させることができる配送管の漏出モニタリング装置及び方法を提供すること。【解決手段】本発明は、油類貯蔵タンクから圧送された油類を移送するように形成された配送管の上に間隔をおいて複数設置され、設置された区間に対するそれぞれの油類の流速、温度、流量の変化量を測定する測定センサ部と、前記測定センサ部から油類の流速、温度、流量の変化量に該当する感知信号を伝達され、前記感知信号を分析して前記配送管の漏出の有無を判断する漏出感知部と、を含み、前記漏出感知部は、前記配送管の複数の区間別にそれぞれの変化量の測定を通じて漏出疑念区間が発生したとき、当該区間の変化量と前後区間の変化量とを比較し、その差を予め設定された誤差範囲と比較して漏出の有無を判断する。【選択図】図４

Description

本発明は、配送管の漏出モニタリング装置及び方法に関し、より詳細に、油類の移動経路を形成する配送管に対するリアルタイム・モニタリング及びそれによる分析を通じて漏出の有無を判断するようにする配送管の漏出モニタリング装置及び方法に関する。

一般的に、油類貯蔵タンクのような構造物から遠距離または広い地域にわたって油類などを移送するために設置される配送管(または移送管)は、長期間の使用による腐食や、他の工事または周辺環境から発生した振動または溶接部の破裂などにより亀裂や打孔(hole)が発生する場合、配送管を通じて移送される油類などが外部へ漏出して土壌や地下水を汚染させたり、注油量の変動などによる経済的な損失のような２次被害が発生したりするため、初期に配送管の漏出を感知する必要があった。

このように、配送管の漏出の有無を探知する技術としては、聴音棒などのようなツールと訓練された人間の聴覚を用いる伝統的な方式が、小口径でかつ深く埋設されていない配送管などで使用されてきており、最近においては伝統的な方式の限界を克服するために、配送管の漏出時に発生する音波を検出したり、配送管の内外に水分探知センサを設置して、漏出した油類を検出する方式、または配送管内に金属線を挿入し、金属線の抵抗値を検出した後、抵抗値の変動に応じて漏出を感知したりする方式などが提案されている。

しかし、従来の配送管の漏出の有無を探知する技術はそれぞれの問題点が発生していた。まず、伝統的な方式である聴音棒を用いる方式の場合には、人の聴覚に依存しており、一定量の漏出が起きてはじめて探知ができるため、正確な配送管の漏出部位を探知するのが困難であった。また、水分センサなどのように各種のセンサを用いる方式では、各センサで漏出の有無を確認可能な領域は狭い反面に、油類が移送される配送管の長さは相対的に長くて、非常に多い数のセンサを配送管の内面または外面に装着しなければならないため、相当な時間及びコストがかかるという問題点が発生していた。

さらに、従来の配送管の漏出の有無を探知する技術の場合、圧力を用いて流速を測定し、流速の変化を通じて漏出の有無を探知する技術が大部分であるが、圧力のみを用いて漏出の有無を探知するには正確度において問題が発生していた。

本発明の目的は、配送管の長さ方向に沿って複数の区間に温度センサが含まれた超音波センサを設置し、このような超音波センサを用いてそれぞれの区間に対する油類の流速、温度、流量を同時に検出し、リアルタイムでモニタリングして漏出の有無を判断するとともに、油類の流速、温度、流量の変化量が全て一致していない場合は、隣合う区間の変化量と比較・分析して当該区間の漏出の有無を判断するようにすることで、配送管の漏出判定に対する正確度を向上させることができる配送管の漏出モニタリング装置及び方法を提供することにある。

本発明による配送管の漏出モニタリング装置は、油類貯蔵タンクから圧送された油類を移送するように形成された配送管の上に間隔をおいて複数設置され、設置された区間に対するそれぞれの油類の流速、温度、流量の変化量を測定する測定センサ部と、前記測定センサ部から油類の流速、温度、流量の変化量に該当する感知信号を伝達され、該感知信号を分析して、前記配送管の漏出の有無を判断する漏出感知部と、を含み、前記漏出感知部は、前記配送管の複数の区間別にそれぞれの変化量の測定を通じて漏出疑念区間が発生したとき、当該区間の変化量と前後区間の変化量とを比較し、その差を予め設定された誤差範囲と比較して漏出の有無を判断する。

ここで、前記測定センサ部は、前記配送管を通過する油類の流速を測定する超音波センサと、油類の温度を測定する温度測定センサとからなる。

このような前記漏出感知部は、前記配送管を通過する油類の流速、温度、流量に対する正常状態及び漏出状態に該当する複数の感知信号情報が格納される感知信号格納部を備え、前記感知信号格納部は、前記測定センサ部より伝達された前記感知信号と複数の前記感知信号情報とを比較して、漏出の有無を判断する。

そして、前記漏出感知部は、遠隔にて離隔されて位置している有線端末機または無線端末機と有無線通信を行って分析したところ、前記配送管の漏出が発生した場合、指定された前記有線端末機または前記無線端末機へ警告メッセージを伝送する通信モジュールを備える。

一方、本発明による配送管の漏出モニタリング方法は、前記測定センサ部を用いて、区間別に前記配送管を通過する油類の流速、温度、流量の変化量をリアルタイムで測定する測定段階と、前記漏出感知部によって油類の流速、温度、流量の変化量を予め設定された第１分析期間の間分析し、油類の流速、温度、流量の変化量値を予め設定された基準値とそれぞれ比較する比較段階と、前記変化量値と前記基準値とを比較して、前記変化量値が全て変化したと判断されると、前記配送管に対する漏出が発生したと判定する漏出判定段階と、を含む。

このとき、前記漏出判定段階は、前記感知信号格納部に格納された複数の前記基準値と、前記漏出感知部によって測定された変化量値とを比較して、油類の流速、温度、流量の全てに対する変化の有無を判断する。

そして、本発明による配送管の漏出モニタリング方法は、前記配送管に対する漏出の判定時、前記通信モジュールを介して前記有線端末機または前記無線端末機へ警告メッセージを伝送する警告メッセージ伝送段階、をさらに含む。

また、前記比較段階は、前記漏出感知部によって油類の流速、温度、流量に対する前記変化量値のうちの少なくともいずれか一つが変化したと判断されると、前記予め設定された第２分析期間の間の油類の流速、温度、流量に対する変化趨勢を分析して漏出を判定する趨勢分析段階を備える。

さらに、前記趨勢分析段階は、前記変化趨勢を分析して、隣合う前後区間にそれぞれ設置された前記測定センサ部に対する変化量値を比較し、差を予め設定された誤差範囲と比較して当該区間に対する漏出を判定する比較分析段階を備える。

ここで、前記第２分析期間は、前記第１分析期間よりも長い期間に設定される。

本発明は、配送管の長さ方向に沿って複数の区間に温度センサが含まれた超音波センサを設置し、このような超音波センサを用いてそれぞれの区間に対する油類の流速、温度、流量を同時に検出し、リアルタイムでモニタリングして漏出の有無を判断するとともに、油類の流速、温度、流量の変化量が全て一致していない場合、隣合う区間の変化量と比較・分析して当該区間の漏出の有無を判断するようにすることで、配送管の漏出判定に対する正確度を向上させることができるという効果を有する。

それによって、本発明は、配送管の漏出を初期に監視して、油類の漏出による土壌及び地下水の汚染などを予防するとともに、注油量の変動などによる経済的な損失のような２次被害を予防することができるという効果を有する。

本発明の一実施例による配送管の漏出モニタリング装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施例による配送管の漏出モニタリング装置に対する測定センサ部の測定原理を示す図である。 本発明の他の実施例による配送管の漏出モニタリング方法を順次に示す図である。 本発明の他の実施例による配送管の漏出モニタリング方法に対する漏出判定を説明するためのフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施例を詳細に説明する。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述する実施例を参照すれば明らかになるはずである。

しかし、本発明は、以下に開示される実施例によって限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されてもよいが、但し、本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。

また、本発明を説明するにあたり、関連する公知の技術などが本発明の要旨を不明確にするおそれがあると判断される場合、それについての説明は省略する。

図１は、本発明の一実施例による配送管の漏出モニタリング装置の構成を概略的に示す図であり、図２は、本発明の一実施例による配送管の漏出モニタリング装置に対する測定センサ部の測定原理を示す図である。

図１に示されたように、配送管の漏出モニタリング装置は、測定センサ部（１００）と、漏出感知部（２００）とを含む。

測定センサ部（１００）は、油類貯蔵タンク（１）から圧送された油類を移送するように形成された配送管（１０）に、所定の間隔をおいて複数設置される。

測定センサ部（１００）は、配送管（１０）の長さ方向に沿って所定の間隔をおいて複数設置されることによって、設置された位置に該当するそれぞれの区間に対する油類の流速、温度、流量の変化量を測定するように形成される。

このような測定センサ部（１００）は、超音波センサからなることが好ましい。
すなわち、一般的に超音波センサ、より具体的には、超音波流量計は超音波の伝搬時間を用いて流体の速度を測定し、予め測定しておいた配送管（１０）の断面積と掛け算して体積流量を測定するように形成される。

つまり、図２に示されたように、一般的な超音波流量計は一対の超音波変換器（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ； ａ、ｂ）を分離設置し、互いに交互に発射又は受信するように変換器を作動させ、下記の数式（１）により流速を演算する。

Ｖ＝Δｔ・Ｃ^２／２・Ｌ・ｃｏｓφ＝（Ｌ^２／２ｄ）・［（ｔ_２１−ｔ_１２）／（ｔ_１２・ｔ_２１）］ ・・・（１）
ここで、Δｔは流速方向に対して一定の角度（α）で流速方向と反対方向に超音波が流体中を伝搬する時間差であり、Ｌは２つの超音波変換期間の間隔であり、Ｃは流体中の音速である。

このような超音波伝搬時間差流速の測定方法は、所与の定数（Ｌ^２／２ｄ）を予め入力しておき、流速方向に超音波パルスを発射時に測定された伝搬時間（ｔ_１２）と、反対方向に超音波パルスを発射時に測定された伝搬時間（ｔ_２１）との差を求める方法として、一般的に非常によく知られている。

一方、前記の如く測定センサ部（１００）によって測定された油類の流速に対して予め測定しておいた配送管（１０）の断面積を掛け算すると、体積流量が測定され得る。しかし、このような油類の流速及び体積流量のみでは測定による誤差が発生し得ることから、本実施例による測定センサ部（１００）は温度測定のための温度測定センサ（１１０）を備えて、配送管（１０）を通過する油類に対する流速、体積流量だけではなく、測定された温度情報を用いて質量流量も測定可能にすることで、配送管（１０）の漏出の有無の判断時にその誤差を減らすことができる。

すなわち、一般的に超音波流量計は超音波センサを用いて流体の速度を測定するための、つまり、検出された周波数を変換器で速度に変換し、断面積を掛け算して体積流量を表示する線形補正流量計であって、流体の体積のみ測定する機能を有していて、温度と圧力に応じて密度が変わる場合、誤差が発生することになる。

したがって、超音波流量計を単純に使用する場合には体積流量のみを測定することができて、測定の信頼性が多少減少するようになるので、本実施例においては油類の流速、体積流量だけではなく、温度の変化量も測定が可能であり、質量流量も漏出の有無の判断のための変数として使用され得るため、配送管（１０）の漏出判定に対する正確性を向上させることができる。

一方、漏出感知部（２００）は、測定センサ部（１００）から油類の流速、温度、質量流量、体積流量（以下、流量という。）の変化量に該当する感知信号を伝達され、このように伝達された感知信号を分析して、配送管（１０）の漏出の有無を判断する。

すなわち、漏出感知部（２００）は、測定センサ部（１００）からリアルタイムで感知信号を伝達されて分析が行われるように形成され、この時の分析時間は予め設定された第１分析期間の間、一例として１時間の間の感知信号を分析して配送管（１０）の漏出の有無が判断されるようにする。

つまり、漏出感知部（２００）は、測定センサ部（１００）からリアルタイムで感知信号を伝達されて分析したところ、もし測定センサ部（１００）が設置された当該区間での油類の流速、温度、流量が全て低くなる、即ち、全て変化したと判断されると、配送管（１０）に対する漏出が発生したと判断して、それに応じる警告メッセージを伝送するように形成される。

このために、図面に示されてはいないが、漏出感知部（２００）には感知信号格納部が具備され得、このような感知信号格納部には配送管（１０）を通過する油類の流速、温度、流量に対する正常状態及び漏出状態に該当する複数の感知信号情報がデータベース化されている。そのため、測定センサ部（１００）より伝達された感知信号と複数の感知信号情報とを比較し、測定センサ部（１００）が設置された当該区間での油類の流速、温度、流量が全て変化したか否かを判断することができる。

また、漏出感知部（２００）は、もし測定センサ部（１００）が設置された当該区間での油類の流速、温度、流量のうちの少なくともいずれか一つ以上の条件が変化するようになると、予め設定された第２分析期間の間、一例として１週間の趨勢を分析するとともに、当該区間と隣合う前後区間に対する感知信号を比較・分析して、予め設定された誤差範囲を外れるようになる場合、配送管（１０）に対する漏出が発生したと判断するようになる。

より詳細に説明すれば、漏出感知部（２００）は測定センサ部（１００）が設置された当該区間での油類の流速、温度、流量のうちの少なくともいずれか一つ以上の条件が変化したと判断された状態において、当該区間と隣合う、つまり、当該区間の前後区間に対する感知信号を比較・分析して、その差に対する誤差範囲が １％以上発生するようになると、当該配送管（１０）に対する漏出が発生したと判断して、それに応じる警告メッセージを伝送するように形成される。

ここで、漏出感知部（２００）は、遠隔にて離隔されて位置している有線端末機または無線端末機と有無線通信を行って分析したところ、配送管（１０）の漏出が発生した場合、指定された有線端末機または無線端末機へそれに応じる警告メッセージを伝送する通信モジュール（不図示）を具備し得る。

したがって、漏出感知部（２００）は、制御室又は管理者にとって通信モジュール（不図示）を介して、測定センサ部（１００）が設置された複数の区間のうちで漏出が発生した区間を容易に把握できるようにする。

結果的に、本実施例による配送管の漏出モニタリング装置は、配送管（１０）の複数の区間に温度測定センサ（１１０）が含まれた測定センサ部（１００）を設置し、このような測定センサ部（１００）を用いてそれぞれの区間に対する油類の流速、温度、流量を同時に検出し、リアルタイムでモニタリングして漏出の有無を判断するとともに、油類の流速、温度、流量の変化量が全て一致していない場合、隣合う区間の変化量と比較・分析して当該区間の漏出の有無を判断するようにすることで、配送管（１０）の漏出判定に対する正確度を向上させることができる。

それによって、本実施例による配送管の漏出モニタリング装置は、配送管（１０）の漏出を初期に監視して、油類の漏出による土壌及び地下水の汚染などを予防するとともに、注油量の変動などによる経済的な損失のような２次被害を予防することができる。

以下、図３は、本発明の他の実施例による配送管の漏出モニタリング方法を順次に示す図であり、図４は、本発明の他の実施例による配送管の漏出モニタリング方法に対する漏出判定を説明するためのフローチャートである。

図３に示されたように、本実施例による配送管の漏出防止モニタリング方法を順次に説明すれば、次の通りである。

まず、測定センサ部（１００）を用いて、区間別に配送管（１０）を通過する油類の流速、温度、流量の変化量をリアルタイムで測定する（Ｓ１００）。

その後、漏出感知部（２００）によって油類の流速、温度、流量の変化量を予め設定された第１分析期間の間分析し、油類の流速、温度、流量の変化量値を予め設定された基準値とそれぞれ比較する（Ｓ２００）。

すなわち、測定センサ部（１００）でリアルタイムで測定され伝達される油類の流速、温度、流量に対する変化量値を、漏出感知部（２００）で第１分析期間の間、一例として１時間の間収集及び分析し、その変化量値を予め設定された基準値と比較して全て低くなるとか高くなるなど、つまり全て変化したか否かを確認する。

このような基準値は漏出状態が判定されるための平均値として予め設定されており、より具体的には、配送管（１０）を通過する油類の流速、温度、流量に対する正常状態及び漏出状態に該当する複数の感知信号情報がデータベース化されている感知信号格納部に格納されており、それによって測定センサ部（１００）より伝達された感知信号と複数の感知信号情報とを比較し、測定センサ部（１００）が設置された当該区間での油類の流速、温度、流量が全て変化したか否かを判断し得るようにする。

その後、もし変化量値と基準値とを比較してその変化量値、つまり、流速、温度、流量に該当する要素別の変化量が全て基準値以上に変化したと判断されると（Ｓ２１０）、配送管（１０）に対する漏出が発生したと判定する（Ｓ３００）。

ここで、配送管（１０）に対する漏出の判定時には、通信モジュール（不図示）を介して有線端末機又は無線端末機へ警告メッセージが伝送され得（Ｓ４００）、 それによって制御室または管理者にとって測定センサ部（１００）が設置された複数の区間のうちで漏出が発生した区間を容易に把握し得るようにする。

一方、図４に示されたように、もし変化量値と基準値とを比較してその変化量値、つまり流速、温度、流量に対する変化量値のうちの少なくともいずれか一つ以上が変化したと判断されると（Ｓ２１０）、すぐ漏出の判定を行うのではなく、予め設定された第２分析期間の間の変化趨勢を分析して漏出を判定する（Ｓ２２０）。

このとき、第２分析期間は、一例として１週間に設定されて、前述の第１分析期間よりも長く設定され、これはより効果的に流速、温度、流量に対する変化量値に対する変化趨勢を分析し得るようにするためである。

このように第２分析期間の間趨勢を分析して算出された値は、当該区間と隣合う前後区間にそれぞれ設置された漏出感知部（２００）に対する変化量値を比較して、当該区間に対する漏出を判定するようにする（Ｓ２３０）。

つまり、第２分析期間の間の変化趨勢を分析して、その変化量値を当該区間と隣合う前後区間に設置された測定センサ部（１００）に対する変化量値と比較して、より詳細には、変化趨勢を分析した当該区間の変化量値と前後区間での変化量値とを相対的に比較して、流速、温度、流量のうちの少なくともいずれか一つに対する誤差範囲が予め設定された範囲、一例として１％の誤差範囲を外れたと判断されると、当該区間に対する漏出が発生したと判断して、それに応じる目視確認、測定器による確認などを用いて、当該区間に対する精密分析が行われるようにする。

このとき、もし結果値と変化量値とが予め設定された誤差範囲内に収まると判断されると、その他の環境的な要素、一例として季節による地盤の温度変化などのような要素によってその結果値が単純変化したと判断して、当該区間に対する流出が発生しなかったと判断することができる。

したがって、本実施例による配送管の漏出モニタリング方法は、配送管（１０）の漏出判定に対する正確度を向上させることができ、結果としては配送管（１０）の漏出を初期に監視して油類の漏出による土壌及び地下水の汚染などを予防するとともに、注油量の変動などによる経済的な損失のような２次被害を予防し得るようにする。

本発明は、配送管の長さ方向に沿って複数の区間に温度センサが含まれた超音波センサを設置し、このような超音波センサを用いて、それぞれの区間に対する油類の流速、温度、流量を同時に検出し、リアルタイムでモニタリングして漏出の有無を判断するとともに、油類の流速、温度、流量の変化量が全て一致していない場合、隣合う区間の変化量と比較・分析して当該区間の漏出の有無を判断するようにすることで、配送管の漏出判定に対する正確度を向上させることができるという効果を有する。

それによって、本発明は、配送管の漏出を初期に監視して油類の漏出による土壌及び地下水の汚染などを予防するとともに、注油量の変動などによる経済的な損失のような２次被害を予防することができるという効果を有する。

以上の本発明は、図面に示された実施例を参考にして説明してきたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから多様な変形が可能であり、前記に説明した実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成することもできるという点を理解できると考える。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付する請求の範囲の技術的思想により定められなければならない。

１： 油類貯蔵タンク １０： 配送管
１００： 測定センサ部 １１０： 温度測定センサ
２００： 漏出感知部 ａ、ｂ： 超音波変換器

Claims (10)

1. 油類貯蔵タンクから圧送された油類を移送するように形成された配送管の上に間隔をおいて複数設置され、設置された区間に対するそれぞれの油類の流速、温度、流量の変化量を測定する測定センサ部と、
   前記測定センサ部から油類の流速、温度、流量の変化量に該当する感知信号を伝達され、該感知信号を分析して前記配送管の漏出の有無を判断する漏出感知部と、を含み、
   前記漏出感知部は、
   前記配送管の複数の区間別にそれぞれの変化量の測定を通じて漏出疑念区間が発生したとき、当該区間の変化量と前後区間の変化量とを比較し、その差を予め設定された誤差範囲と比較して漏出の有無を判断することを特徴とする、配送管の漏出モニタリング装置。
2. 前記測定センサ部は、
   前記配送管を通過する油類の流速を測定する超音波センサと、油類の温度を測定する温度測定センサとからなることを特徴とする、請求項１に記載の配送管の漏出モニタリング装置。
3. 前記漏出感知部は、
   前記配送管を通過する油類の流速、温度、流量に対する正常状態及び漏出状態に該当する複数の感知信号情報が格納される感知信号格納部を備え、
   前記感知信号格納部は、前記測定センサ部より伝達された前記感知信号と複数の前記感知信号情報とを比較して、漏出の有無を判断することを特徴とする、請求項１に記載の配送管の漏出モニタリング装置。
4. 前記漏出感知部は、
   遠隔にて離隔されて位置している有線端末機または無線端末機と有無線通信を行って分析したところ、前記配送管の漏出が発生した場合、指定された前記有線端末機または前記無線端末機へ警告メッセージを伝送する通信モジュールを備えることを特徴とする、請求項１に記載の配送管の漏出モニタリング装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配送管の漏出モニタリング装置を用いた配送管の漏出モニタリング方法において、
   前記測定センサ部を用いて、区間別に前記配送管を通過する油類の流速、温度、流量の変化量をリアルタイムで測定する測定段階と、
   前記漏出感知部によって油類の流速、温度、流量の変化量を予め設定された第１分析期間の間分析し、油類の流速、温度、流量の変化量値を予め設定された基準値とそれぞれ比較する比較段階と、
   前記変化量値と前記基準値とを比較して、前記変化量値が全て変化したと判断されると、前記配送管に対する漏出が発生したと判定する漏出判定段階と;を含むことを特徴とする、配送管の漏出モニタリング方法。
6. 前記漏出判定段階は、
   感知信号格納部に格納された複数の前記基準値と前記漏出感知部によって測定された変化量値とを比較して、油類の流速、温度、流量の全てに対する変化の有無を判断することを特徴とする、請求項５に記載の配送管の漏出モニタリング方法。
7. 前記配送管に対する漏出の判定時に、通信モジュールを介して有線端末機または無線端末機へ警告メッセージを伝送する警告メッセージ伝送段階をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の配送管の漏出モニタリング方法。
8. 前記比較段階は、
   前記漏出感知部によって油類の流速、温度、流量に対する前記変化量値のうちの少なくともいずれか一つが変化したと判断されると、前記予め設定された第２分析期間の間の油類の流速、温度、流量に対する変化趨勢を分析して漏出を判定する趨勢分析段階を備えることを特徴とする、請求項５に記載の配送管の漏出モニタリング方法。
9. 前記趨勢分析段階は、
   前記変化趨勢を分析して、隣合う前後区間にそれぞれ設置された前記測定センサ部に対する変化量値を比較し、その差を予め設定された誤差範囲と比較して、当該区間に対する漏出を判定する比較分析段階を備えることを特徴とする、請求項８に記載の配送管の漏出モニタリング方法。
10. 前記第２分析期間は、前記第１分析期間よりも長い期間に設定されることを特徴とする、請求項８に記載の配送管の漏出モニタリング方法。