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公開番号2025071670
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-08
出願番号2023182040
出願日2023-10-23
発明の名称漏水検出装置及びシステム、方法
出願人株式会社日立製作所
代理人青稜弁理士法人
主分類G01M 3/16 20060101AFI20250428BHJP(測定;試験)
要約【課題】本発明の目的は、地中漏水をより高精度に検出する技術を提供することにある。
【解決手段】地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した受信波信号と、前記受信波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられた探査データを入力とし、前記探査データの前記受信波信号から反射波の減衰を評価して算出された複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられた複数の減衰評価値からなる減衰評価データを出力する減衰評価処理部と、
前記減衰評価処理部から出力された前記減衰評価データについて少なくとも、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、正規化して算出された相対値に変換する処理を通じて、漏水箇所検出データを出力する漏水箇所検出処理部と、を有することを特徴とする漏水検出装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、反射波強度の情報と、がそれぞれ対応付けられた探査データを入力として、前記探査データ内で任意の範囲を定義し、その範囲内の受信波強度の最大値と最小値の差分、分散、標準偏差のいずれか一つ以上の指標を求めることで減衰評価値を算出し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを出力する減衰評価処理部と、
前記減衰評価処理部から出力された前記減衰評価データについて少なくとも、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、抽出した前記減衰評価データから得た最大値と最小値を用いて規格化した相対値に変換する処理を通じて、漏水箇所検出データを出力する漏水箇所検出処理部と、
を有することを特徴とする漏水検出装置。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
請求項１記載の漏水検出装置であって、
漏水箇所検出処理部は、前記減衰評価データについて反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、抽出した前記減衰評価データから得た最大値と最小値を用いて規格化した相対値に変換した複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを出力する水平比較処理部
を有し、前記水平比較データが前記漏水箇所検出データであることを特徴とする漏水検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の漏水検出装置であって、
前記漏水箇所検出処理部はさらに、前記水平比較データを複数のエリアに分割し、前記エリア毎に算出された前記水平比較値に基づいてエリア評価値を算出し、複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを出力するエリア評価処理部
を有し、前記エリア評価データが前記漏水箇所検出データであることを特徴とする漏水検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の漏水検出装置であって、
さらに、前記漏水箇所検出データに基づいて、前記位置情報の示す各地点に対応する複数の漏水スコア値を算出する処理を通じて、漏水判定データを出力する漏水判定処理部
を有することを特徴とする漏水検出装置。
【請求項５】
請求項４記載の漏水検出装置であって、
前記漏水判定処理部は、前記漏水箇所検出データに基づいて、前記位置情報の示す各地点に対応する複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを出力する漏水スコア処理部
を有し、前記漏水判定データが前記漏水スコアデータであることを特徴とする漏水検出装置。
【請求項６】
請求項５記載の漏水検出装置であって、
前記漏水判定処理部はさらに、前記漏水スコアデータに基づいて、前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定した情報と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたスコア判定データを出力するスコア判定処理部
を有し、前記スコア判定データが前記漏水判定データであることを特徴とする漏水検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の漏水検出装置であって、
漏水スコア値を閾値と比較すること、および、前記漏水スコア値を周辺の漏水スコア値と比較することの少なくとも一つを実行することで、前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定する
ことを特徴とする漏水検出装置。
【請求項８】
請求項１記載の漏水検出装置であって、
漏水箇所検出処理部のエリア評価部はさらに、地中漏水に関する位置情報を入力として、前記地中漏水に関する位置情報で特定されるエリアのエリア評価値を基準値とし、他のエリア評価値が基準値に対する割合である二次評価値を算出し、前記二次評価値を前記エリア評価値に置換し、置換された複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを出力するエリア評価処理部
を有することを特徴とし、前記エリア評価データが前記漏水箇所検出データであることを特徴とする漏水検出装置。
【請求項９】
漏水検出装置と表示情報抽出部と表示部を有する漏水検出システムであって、
地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した受信波信号と、前記受信波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられた探査データを入力とし、前記探査データの前記受信波信号から反射波の減衰を評価して算出された複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを出力する減衰評価処理部と、
前記減衰評価処理部から出力された前記減衰評価データについて、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、正規化して算出された複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを出力する水平比較処理部を有し、前記水平比較データが用いられた漏水箇所検出データを出力する漏水箇所検出処理部と、
前記漏水箇所検出データに基づいて前記位置情報で特定される地点における漏水スコア値を算出し、複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを出力する漏水スコア処理部を有し、前記漏水スコアデータが用いられた漏水判定データを出力する漏水判定処理部と、
を有し、
前記表示情報抽出部は、前記位置情報で特定される地点に対応する漏水箇所検出データと漏水判定データを抽出した表示データを出力し、
前記表示部は前記表示データを表示する
ことを特徴とする漏水検出システム。
【請求項１０】
地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した受信波信号と、前記受信波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられた探査データの前記受信波信号から反射波の減衰を評価し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを生成するステップと、
前記減衰評価データについて、反射時間が基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出して正規化して算出された複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを生成するステップと、
前記水平比較データを複数のエリアに分割し、前記エリア毎に算出された前記水平比較値に基づいてエリア評価値を算出し、複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを生成するステップと、
漏水箇所検出データに基づいて漏水スコア値を算出し、複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを生成するステップと、
前記漏水スコアデータに基づいて前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定した情報と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたスコア判定データを生成するステップと、
を有することを特徴とする漏水検出方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中レーダ装置を用いて水道管の地中漏水を検知する装置及びシステム、方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
地中に敷設された水道管の劣化が進み、地中漏水が起きている箇所を検知し、修理する保守保全が重要になっている。
【０００３】
特許文献１では、水道管の漏水を検知する方法として漏水音を検知する方法を挙げている。しかし例えば、音聴棒を用いて漏水音を人手で判定するには熟練度を要する。また、水道管の埋設位置を特定するには地中レーダ（GPR：Ground Penetrating Radar）を用いた電磁波探査が挙げられる。しかしながら、特許文献１では地中レーダで探査することで埋設物や空洞等の識別は可能であるが、漏水は発見できないとされている。
【０００４】
特許文献２には、地中レーダで受信した反射波信号強度値の出現度合いを評価して地中の状況を判定する地中探査方法が述べられている。
【０００５】
非特許文献１には、地中に埋めた鋼管を地中レーダで探査する際、地下水面の上昇とともに鋼管の反射位置が深くなり、体積含水率及び地下水深を把握できる旨が述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平9－196798号公報
特開2018－40615号公報
【非特許文献】
【０００７】
坂田賢、野津俊光、徳富啓二、刑部信吾、三野徹「地中レーダを用いた体積含水率および地下水深の推定」農業農村工学会誌第７８巻第４号２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、地中漏水が周囲の土壌と混じり合った状態では反射波信号強度値の出現度合いから差異が見られにくいこともあり、特許文献２では地中レーダを用いて地中での漏水点を検知することを考慮されていなかった。
【０００９】
また、非特許文献1に記載されている方法では、地中レーダで強い反射を示さない材質・径を持つ埋設管は反射位置が分からないため、地中の体積含水率や地下水深を推定できない問題がある。
【００１０】
地中の状況を知るには通常、地中レーダを用いて探査する方法が挙げられるが、特許文献１で述べるように地中レーダを用いても直接、漏水を発見できない課題がある。
ここで、地中レーダを用いて得られる地中レーダ画像について以下で詳細を述べる。
（【００１１】以降は省略されています）

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