專利名稱：管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用電磁波檢查城市煤氣供應(yīng)用等的管道系統(tǒng)、主要是埋設(shè)于道路等或設(shè)置在房屋的墻內(nèi)和地板下面等的不露出于外部的管道系統(tǒng)、用以檢測(cè)在其組成部分的管道上產(chǎn)生的腐蝕孔等損傷部位或接頭等的位置的檢查方法。
作為例如在城市煤氣供應(yīng)系統(tǒng)的管道系統(tǒng)中檢查從埋設(shè)的不露出于外部的煤氣管道上產(chǎn)生的腐蝕孔等處泄漏的煤氣的現(xiàn)有方法，例如有嗅覺(jué)檢查方法、利用氣體檢測(cè)器的方法、以及在這些方法中配合鉆探作業(yè)的方法等各種方法，利用這些方法進(jìn)行的檢查，在檢測(cè)出泄漏的煤氣的臭氣時(shí)、或在進(jìn)行定期檢查中檢測(cè)出泄漏時(shí)，需進(jìn)行挖掘地面、或鑿開(kāi)墻壁以更換或修理煤氣管道等施工作業(yè)。
但是，這些方法是通過(guò)用氣體檢測(cè)器和憑著人們的嗅覺(jué)檢測(cè)從不知是煤氣管道的哪個(gè)損傷部位泄漏并擴(kuò)散的煤氣本身的成分或預(yù)先添加的臭氣，以檢查有無(wú)泄漏及泄漏位置，所以不一定能準(zhǔn)確地檢測(cè)出煤氣有無(wú)泄漏及其位置。
例如，在地下或墻壁內(nèi)部，如形成有與所設(shè)置的管道平行的空洞，則從煤氣管道的損傷部位泄漏出的煤氣在空洞內(nèi)移動(dòng)，并擴(kuò)散到離開(kāi)損傷部位的位置的空氣中或室內(nèi)等，在這種情況下，有時(shí)就會(huì)將離開(kāi)實(shí)際損傷部位的部位當(dāng)做損傷部位而錯(cuò)誤地檢測(cè)出來(lái)。而如果根據(jù)這樣的檢測(cè)結(jié)果就進(jìn)行如上所述的挖掘或鑿開(kāi)墻壁等施工作業(yè)，則該項(xiàng)施工將造成浪費(fèi)，存在著須進(jìn)行兩次、三次施工的問(wèn)題。另外，即使煤氣從損傷部位泄漏，但在該泄漏出的煤氣滯留在損傷部位附近而沒(méi)有擴(kuò)散到空氣中或室內(nèi)的情況下，也不能將泄漏本身檢測(cè)出來(lái)。
這樣，通過(guò)對(duì)從損傷部位泄漏并擴(kuò)散后的煤氣本身的成分或預(yù)先添加的臭氣進(jìn)行檢測(cè)以檢查有無(wú)泄漏及泄漏位置的方法，不一定能準(zhǔn)確地進(jìn)行有無(wú)泄漏及其位置的檢測(cè)。
另一方面，作為用于檢測(cè)金屬制結(jié)構(gòu)物損傷的現(xiàn)有的一般檢查方法，雖然有超聲波探傷方法，但在該方法中，由于探頭必須與探傷對(duì)象物接觸、且不能進(jìn)行跨越長(zhǎng)距離的探傷等原因，很難應(yīng)用于不露出的管道系統(tǒng)的檢查。
因此，本發(fā)明的目的是，消除上述現(xiàn)有檢查方法的缺點(diǎn)，提供一種適用于管道系統(tǒng)、主要是不露出的金屬制管道系統(tǒng)的組成部分的檢查并能比較準(zhǔn)確地檢測(cè)出腐蝕孔等管道損傷部位的檢查方法。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種不但能檢測(cè)管道的損傷部位而且能測(cè)定出管道系統(tǒng)中直到損傷部位的距離、或檢測(cè)作為管道系統(tǒng)其他組成部分的某種接頭的位置和狀態(tài)的檢查方法。
本發(fā)明是由發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的適當(dāng)部位激勵(lì)電磁波并使其在管內(nèi)傳播，同時(shí)使接收裝置的接收天線在外部沿著管道移動(dòng)，接收泄漏的電磁波而對(duì)管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分的對(duì)象位置。
在上述結(jié)構(gòu)中，在管道內(nèi)傳播的電磁波在正常時(shí)不會(huì)泄漏到外部，但如果在管道上有腐蝕孔或裂紋等損傷部位，則因電磁波從該部位泄漏，所以通過(guò)用接收天線接收該泄漏出的電磁波即可檢測(cè)出損傷部位的存在。電磁波的泄漏不僅在這種損傷部位發(fā)生，在接頭處有時(shí)也會(huì)發(fā)生，在這種情況下也能檢測(cè)出接頭的存在。當(dāng)接收天線為無(wú)定向性時(shí)或平行于指定方向移動(dòng)時(shí)，在接收裝置到達(dá)最靠近損傷部位或接頭等檢測(cè)對(duì)象位置的時(shí)刻，接收裝置接收的泄漏電磁波的電平變?yōu)樽畲笾?，所以根?jù)接收電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置，就能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出埋設(shè)于道路等或設(shè)置在房屋的墻內(nèi)和地板下面等不露出于外部的管道系統(tǒng)的損傷部位或接頭的位置。
另外，在上述結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的發(fā)送天線，是在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的壁上鉆孔并形成內(nèi)螺紋部而構(gòu)成天線安裝孔，將探頭沿其中心插入設(shè)置，同時(shí)將在外側(cè)構(gòu)件上形成有外螺紋部的同軸式天線安裝在具有內(nèi)螺紋部的天線安裝孔上，使探頭位于管內(nèi)，或?qū)z查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道端部切斷，將探頭按同軸狀插在設(shè)置在堵塞該端部的蓋上而構(gòu)成同軸式天線，并將蓋安裝在端部，或?qū)⑻筋^插在設(shè)置在堵塞檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道延長(zhǎng)段上所設(shè)置的三通的橫側(cè)開(kāi)口部的蓋的內(nèi)側(cè)，同時(shí)用同軸電纜連接探頭和電磁波振蕩裝置，并在安裝上蓋后的狀態(tài)下使探頭位于三通內(nèi)部，或?qū)h(huán)形體插在設(shè)置在堵塞檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道延長(zhǎng)段上所設(shè)置的三通的橫側(cè)開(kāi)口部的蓋的內(nèi)側(cè)，同時(shí)用同軸電纜連接環(huán)形體和電磁波振蕩裝置，并在安裝上蓋后的狀態(tài)下使環(huán)形體位于三通內(nèi)部。
按照上述結(jié)構(gòu)，能將發(fā)送天線很容易地安裝在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道上，特別是在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道延長(zhǎng)段上設(shè)置三通的結(jié)構(gòu)中，不必進(jìn)行管道的鉆孔作業(yè)或切斷作業(yè)，在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)為城市煤氣供應(yīng)系統(tǒng)等情況下，無(wú)需停止煤氣的供給即可連續(xù)進(jìn)行上述的檢查。而在管壁上構(gòu)成鉆孔部位的結(jié)構(gòu)中，也能在不停止煤氣供應(yīng)的情況下進(jìn)行上述的天線安裝作業(yè)。另外，這些發(fā)送天線的結(jié)構(gòu)也能適用于后文所述的將接收天線安裝在管道系統(tǒng)的管道適當(dāng)部位的方法中的接收天線。
其次，本發(fā)明在如上所述使接收天線在管道系統(tǒng)外部移動(dòng)時(shí)，使發(fā)送天線在管道系統(tǒng)的管道內(nèi)部一面與其聯(lián)動(dòng)地移動(dòng)一面激勵(lì)電磁波。
按照這種方式，接收裝置靠近上述對(duì)象位置時(shí)接收的電磁波電平變化增大，其峰值更為明確，所以提高了根據(jù)峰值檢測(cè)對(duì)象位置的精度。
其次，在本發(fā)明中，在以上方法中的電磁波頻率隨時(shí)間連續(xù)或間斷式地變化。
按照這種方式，在管道內(nèi)不會(huì)形成固定的電磁場(chǎng)分布，使從對(duì)象位置的電磁波泄漏更為可靠，能提高對(duì)象位置的檢測(cè)的可靠性。
另外，在本發(fā)明中，接收裝置接收泄漏電磁波，在發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)ON(接通)的狀態(tài)下進(jìn)行，但同時(shí)也可在發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)暫時(shí)OFF(關(guān)斷)的狀態(tài)下進(jìn)行，通過(guò)將OFF(關(guān)斷)時(shí)的接收信號(hào)與ON時(shí)的接收信號(hào)進(jìn)行比較，識(shí)別泄漏的電磁波。該ON-OFF控制裝置可在發(fā)送裝置側(cè)構(gòu)成，同時(shí)在接收裝置側(cè)構(gòu)成ON-OFF控制裝置的遠(yuǎn)距離操作開(kāi)關(guān)，并在接收裝置側(cè)操作ON-OFF控制裝置，也可在發(fā)送裝置側(cè)構(gòu)成ON-OFF控制裝置，同時(shí)其自身進(jìn)行ON-OFF控制，并將與ON-OFF操作同步的信號(hào)發(fā)送到接收裝置側(cè)，使接收裝置側(cè)能夠檢測(cè)ON-OFF狀態(tài)。
按照這種方式，在管道系統(tǒng)外部的接收天線接收著某種電磁波時(shí)，能夠容易且可靠地識(shí)別出該電磁波是否含有從上述對(duì)象位置泄漏的電磁波、或只是外來(lái)的噪聲。
其次，在本發(fā)明中，還對(duì)由發(fā)送裝置在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)內(nèi)傳播的電磁波進(jìn)行調(diào)制。而且，這種電磁波調(diào)制也可同時(shí)適用伴有上述電磁波頻率隨時(shí)間變化的方法、及伴有使發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)ON-OFF的方法。
按照這種方式，如以電磁波作為載波、用例如聲音或圖象等人們能夠識(shí)別的信息信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，則能容易地識(shí)別出由接收裝置接收的電磁波是發(fā)送裝置發(fā)送出的電磁波、或者是噪聲。
其次，在本發(fā)明中，與以上方法不同，是使發(fā)送裝置的發(fā)送天線一面在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著管道移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)外部發(fā)送電磁波。而將接收裝置的接收天線固定在管道的適當(dāng)部位，或使接收裝置的接收天線一面配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而移動(dòng)，一面接收從外部進(jìn)入管道系統(tǒng)內(nèi)的電磁波，以對(duì)管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查。在這種方法中，也完全能適用在上述方法中應(yīng)用的伴有上述電磁波頻率隨時(shí)間變化的方法、伴有使發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)ON-OFF的方法、及伴有電磁波調(diào)制的方法。
在這種結(jié)構(gòu)中，從外部發(fā)送的電磁波，從如上所述的對(duì)象位置進(jìn)入管道系統(tǒng)內(nèi)且在管道內(nèi)傳播，并由接收裝置通過(guò)接收天線接收，所以能檢測(cè)出對(duì)象位置的存在。從對(duì)象位置進(jìn)入并由接收裝置接收的電磁波的接收電平在接收天線到達(dá)最靠近對(duì)象位置的時(shí)刻變?yōu)樽畲?，所以根?jù)接收電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置即可準(zhǔn)確地檢測(cè)出管道系統(tǒng)的對(duì)象位置。
其次，在本發(fā)明中，對(duì)由發(fā)送裝置向管道內(nèi)激勵(lì)的電磁波進(jìn)行調(diào)制，并將接收裝置接收到的電磁波與由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波在調(diào)制信號(hào)中進(jìn)行比較，求出時(shí)間差，從該時(shí)間差減去與從激勵(lì)部位到泄漏部位的傳送距離被除去后的距離對(duì)應(yīng)的傳送時(shí)間，測(cè)定出從激勵(lì)部位到泄漏部位的電磁波的傳送時(shí)間，從而求出從激勵(lì)部位到泄漏部位的管道系統(tǒng)的距離。這時(shí)，根據(jù)由接收裝置檢測(cè)的電磁波與由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波的調(diào)制信號(hào)的相位差測(cè)定時(shí)間差，或可以在發(fā)送裝置發(fā)送電磁波、接收裝置接收電磁波時(shí)采用脈沖壓縮方法。
按照這種方式，不僅能檢測(cè)出管道系統(tǒng)的管道損傷部位或接頭的對(duì)象位置，而且能測(cè)定出從在管道系統(tǒng)中適當(dāng)設(shè)定好的基準(zhǔn)位置到泄漏部位之間的距離。
在以上說(shuō)明的各種方法中，由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波在管道內(nèi)傳播的頻率高于將作為對(duì)象的管道系統(tǒng)的管道作為電磁波波導(dǎo)時(shí)的截止頻率，但在以下2種發(fā)明中也可低于截止頻率。
即，以下的發(fā)明之一是一面使發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道內(nèi)移動(dòng)，一面發(fā)送頻率低于將管道作為電磁波波導(dǎo)時(shí)的截止頻率的電磁波，同時(shí)使接收裝置的接收天線配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而移動(dòng)，接收泄漏的電磁波以進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)發(fā)送天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
按照這種方式，從發(fā)送天線發(fā)出的電磁波不是在管道內(nèi)傳播，而是在短距離內(nèi)大幅度地衰減，所以電磁波從管道的損傷部位或接頭處的泄漏量在發(fā)送天線到達(dá)離對(duì)象位置最近的位置時(shí)變?yōu)樽畲螅虼?，在?duì)象位置近旁的接收裝置接收的電磁波的電平變化非常大，峰值變得更為明顯，所以提高了根據(jù)峰值檢測(cè)對(duì)象位置的精度。
以下的另一個(gè)發(fā)明是一面將發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著管道移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)的外部發(fā)送頻率低于將管道作為電磁波波導(dǎo)時(shí)的截止頻率的電磁波，同時(shí)將接收裝置的接收天線配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而在管道內(nèi)移動(dòng)，接收從外部進(jìn)入的電磁波以進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)的接收天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
按照這種方式，由于從發(fā)送天線通過(guò)上述對(duì)象位置進(jìn)入的電磁波不在管道內(nèi)傳播，所以在接收天線到達(dá)離對(duì)象位置最靠近的位置時(shí)變?yōu)樽畲?，因此，在這種情況下，在對(duì)象位置近旁的接收裝置接收的電磁波的電平變化也非常大，峰值變得更為明顯，所以提高了根據(jù)峰值檢測(cè)對(duì)象位置的精度。
對(duì)于這兩種發(fā)明，與其前面的發(fā)明情況相同，通過(guò)將電磁波作為載波并以適當(dāng)?shù)男畔⑿盘?hào)進(jìn)行調(diào)制，能容易地識(shí)別出所接收的電磁波是發(fā)送裝置發(fā)送出的電磁波、或者是噪聲。
以下的發(fā)明是將在與軸正交的方向上具有定向性的多個(gè)輻射部沿軸向連接構(gòu)成的長(zhǎng)的發(fā)送天線插入檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的檢查對(duì)象范圍并由發(fā)送裝置從管道內(nèi)輻射電磁波，同時(shí)使接收裝置的接收天線在管道系統(tǒng)的外部沿著上述檢查對(duì)象范圍的管道移動(dòng)，接收泄漏的電磁波而進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分的對(duì)象位置。
以下的另一發(fā)明，與以上發(fā)明相反是將在與軸正交的方向上具有定向性的多個(gè)輻射部沿軸向連接構(gòu)成的長(zhǎng)的接收天線插入檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的檢查對(duì)象范圍并與接收裝置連接，同時(shí)使發(fā)送裝置的發(fā)送天線一面在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著上述檢查對(duì)象范圍移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)的外部發(fā)送電磁波，并由接收裝置接收從外部進(jìn)入管道內(nèi)的電磁波以進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)發(fā)送天線的位置檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分的對(duì)象位置。
按照這兩種方式，與前兩種發(fā)明相同，由于能夠利用比由檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管徑?jīng)Q定的截止頻率低的頻率，所以在以埋設(shè)于地下的管道系統(tǒng)為對(duì)象的情況下，能減低土壤或混凝土等對(duì)電磁波衰減造成的影響。另一方面，與前兩者相比，無(wú)需使發(fā)送、接收天線配合移動(dòng)，即不必同步移動(dòng)。
在以上兩種發(fā)明中，長(zhǎng)的天線可采用在與軸正交的方向上調(diào)節(jié)定向性后的長(zhǎng)的螺旋形天線、或漏泄同軸電纜、或?qū)g形漏泄電纜。
如上所述，在以上的發(fā)明中，檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分，首先是管道，在這種情況下檢測(cè)對(duì)象位置是在管道上發(fā)生的腐蝕孔等損傷部位。而檢查對(duì)象的其他組成部分，是不露出部分的接頭，這時(shí)的檢查對(duì)象位置是接頭本身的位置。
在本發(fā)明中，將接頭作為檢查對(duì)象的組成部分時(shí)，不僅能根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平推斷其位置，還能推斷接頭的狀態(tài)。
在以上的發(fā)明中，可在發(fā)送裝置中設(shè)置調(diào)整從其發(fā)出的電磁波強(qiáng)度的調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置例如按照接收裝置的接收電平進(jìn)行調(diào)整，在適當(dāng)?shù)慕邮针娖较率蛊浞逯档臋z測(cè)變得更加容易進(jìn)行。


圖1是示意地表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明圖。
圖2是示意地表示本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明圖。
圖3、圖4是表示采用本發(fā)明進(jìn)行的試驗(yàn)管道鉆孔檢測(cè)操作結(jié)果的曲線圖。
圖5是表示安裝在管道上的天線一例的剖面圖。
圖6是表示圖5中的主要部件的圖。
圖7是示意地表示天線在管道系統(tǒng)中的設(shè)置方法的說(shuō)明圖。
圖8是表示采用圖7中的設(shè)置方法的天線結(jié)構(gòu)例的圖。
圖9～圖12是表示采用圖7中的設(shè)置方法的天線的另一結(jié)構(gòu)例的圖。
圖13是示意地表示檢查通過(guò)接頭泄漏的電磁波的試驗(yàn)裝置說(shuō)明圖。
圖14是表示圖13中的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
圖15是示意地表示管道系統(tǒng)的距離測(cè)定操作的說(shuō)明圖。
圖16～圖18是表示從發(fā)送裝置發(fā)出的電磁波的波形例的圖。
圖19是示意地表示伴有電磁波的ON-OFF的管道檢查操作的說(shuō)明圖。
圖20是示意地表示伴有電磁波的ON-OFF的管道的另一種檢查操作的說(shuō)明圖。
圖21是示意地表示圖19或圖20的檢查操作結(jié)果的說(shuō)明圖。
圖22是概念地表示伴有天線移動(dòng)的檢查操作的說(shuō)明圖。
圖23是表示一部分構(gòu)成部件的斜視24是示意地表示利用長(zhǎng)天線進(jìn)行的檢查操作的說(shuō)明圖。
以下，參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
圖1示意地示出了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，符號(hào)1表示作為檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的管道，該圖中的管道1是埋設(shè)在地下2的埋設(shè)管。而圖2示意地示出了另一實(shí)施形態(tài)，該圖中的管道1是設(shè)置在房屋的墻壁3內(nèi)部的管道。
可以應(yīng)用本發(fā)明的檢查對(duì)象管道系統(tǒng)，除了如上所述的城市煤氣供應(yīng)系統(tǒng)的煤氣管道系統(tǒng)之外，還有化工廠的配管系統(tǒng)。發(fā)電廠的熱交換器的配管系統(tǒng)、自來(lái)水管道等，但應(yīng)用于如上所述的埋設(shè)在道路等地下的或設(shè)置在房屋的墻壁內(nèi)和地板下面的不露出于外部的管道系統(tǒng)，更為有效。
符號(hào)4總括地表示采用本發(fā)明的檢查裝置的例，該檢查裝置4大致由發(fā)送裝置5和接收裝置6構(gòu)成，發(fā)送裝置5由發(fā)送裝置本體7、安裝在管道1端部的發(fā)送天線8即向管道1發(fā)送電磁波的激勵(lì)部構(gòu)成，而接收裝置6則由接收裝置本體9和接收天線10構(gòu)成，接收天線10為可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)詳細(xì)地說(shuō)明圖中的發(fā)送天線8的結(jié)構(gòu)，該發(fā)送天線8是將通過(guò)同軸電纜12與發(fā)送裝置本體7連接的天線本體13插入設(shè)置在封蓋管1端部的金屬制蓋狀體11的內(nèi)側(cè)中心，并用設(shè)在蓋狀體11的筒形部的適當(dāng)部位的螺釘14固定在管1端部的狀態(tài)下將天線本體13配置在管1的大致中心位置。該天線本體13為探頭或環(huán)形體結(jié)構(gòu)，激勵(lì)并以規(guī)定模式傳播電磁波。發(fā)送天線8(或接收天線)的其他最佳形態(tài)的例，將在后文中詳述。
接收天線10若采用如上所述的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)，則手持移動(dòng)結(jié)構(gòu)、裝栽在臺(tái)車上移動(dòng)的結(jié)構(gòu)都是適用的。而除了接收天線10與接收裝置本體9分開(kāi)的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)外，也可與接收裝置本體9構(gòu)成一體，與接收裝置本體9一起移動(dòng)。
在以上結(jié)構(gòu)中，當(dāng)對(duì)如圖1所示的埋設(shè)在地下的管道1或如圖2所示的設(shè)置在墻壁3內(nèi)的管道1進(jìn)行檢查時(shí)，例如，在管道1的延長(zhǎng)段(包括分支)上將露出于空間等的部分切斷，將發(fā)送天線8安裝在其端部，并從發(fā)送裝置本體7的振蕩裝置向發(fā)送天線8供給電磁波。于是，在管道1內(nèi)激勵(lì)起其模式與發(fā)送天線本體13的配置等對(duì)應(yīng)的電磁波，并在管道1內(nèi)傳播。即，如從發(fā)送裝置本體7向發(fā)送天線8供給規(guī)定頻率的電磁波，則管道1對(duì)電磁波起著與園形波導(dǎo)管相同的波導(dǎo)作用，能在比截止頻率高的頻率下以規(guī)定模式傳播電磁波。
例如，由發(fā)送天線本體13進(jìn)行最低位傳播模式即TE11模式的激勵(lì)時(shí)，供給發(fā)送天線本體13的電磁波頻率在用下式表示的截止頻率以上。
截止頻率＝光速/截止波長(zhǎng)≈光速/1.706×管道1的內(nèi)徑例如，內(nèi)徑100mm的管道的截止頻率約為1.8GHz，內(nèi)徑80mm的管道的截止頻率約為2.2GHz，而內(nèi)徑50mm的管道的截止頻率約為3.5GHz，此外，該截止頻率是在TE11模式中的特有截止頻率，在其他例如TE01、TM01、...等傳播模式中，都有各自不同的特有截止頻率。
這樣，在由發(fā)送裝置5向管道1內(nèi)傳播電磁波的狀態(tài)下，一面將接收裝置6的接收天線10在外部沿著管道1移動(dòng)，一面進(jìn)行電磁波的接收。為了將接收天線10沿著埋設(shè)在地下2的管道1或設(shè)置在墻壁3內(nèi)的不露出的管道1移動(dòng)，可以利用配管圖和設(shè)計(jì)圖，或利用管道定位器。
如上所述，在管道1內(nèi)傳播的電磁波，在管道1的正常部分不會(huì)泄漏到外部，擔(dān)如有腐蝕孔或裂紋等損傷部位15，則從該部位向外部泄漏。
因此，該泄漏的電磁波由接收裝置6通過(guò)接收天線10接收，從而能檢測(cè)出損傷部位15的存在。例如當(dāng)接收天線10無(wú)定向性時(shí)、或在具有尖銳的定向性的情況下使其指向在朝著管道1的方向平行移動(dòng)時(shí)，在接收天線10到達(dá)最靠近損傷部位15的位置的時(shí)刻，接收裝置6的接收的電磁波電平達(dá)到最大值，所以根據(jù)接收裝置6接收電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線10的位置即可檢測(cè)出損傷部位15的位置。即，當(dāng)管道1為埋設(shè)管時(shí)，可以明確指定出在接收電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線10的正下方為損傷部位15存在的位置。在墻壁3等內(nèi)的管道1的情況下，也可同樣地明確指定出位置。
將在內(nèi)徑100mm的管子的上側(cè)鉆直徑30mm的孔后作為模擬損傷的試驗(yàn)管從地表起依次經(jīng)10cm混凝土層(在底側(cè)有鋼筋)、10cm碎石層、10cm土層埋設(shè)，從該管的端部激勵(lì)和傳播頻率2GHz、25dbm的電磁波，一面將接收天線在地面上沿著管的軸向和與軸正交的方向移動(dòng)，一面接收從管上的孔泄漏的電磁波，在圖3、圖4示出了對(duì)其電平進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。即圖3示出了沿著管軸的方向、圖4示出了沿著與軸正交的方向移動(dòng)的情況，在各圖中橫軸的距離0表示接收天線已到達(dá)孔的正上方位置時(shí)的狀態(tài)。
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在接收天線到達(dá)最靠近孔的位置的時(shí)刻，接收電平達(dá)到最大值，即，由于達(dá)到峰值，因而可以根據(jù)該峰值檢測(cè)出孔的位置。
另外，接收電平除了采用以電平計(jì)顯示確認(rèn)的結(jié)構(gòu)外，還可以采用使音量隨接收電平而變化或使頻率變化并根據(jù)音量進(jìn)行確認(rèn)。
如果在發(fā)送裝置本體7進(jìn)行調(diào)制使在管道1內(nèi)傳播的電磁波中含有象聲音信號(hào)或圖象信號(hào)那樣的人們能夠識(shí)別的信息信號(hào)并在接收裝置本體9進(jìn)行解調(diào)后輸出，則根據(jù)該輸出能夠容易地確認(rèn)收到的電磁波是規(guī)定的電磁波而不是噪聲。為按這樣的方式進(jìn)行，只需適當(dāng)?shù)卦诎l(fā)送裝置本體7設(shè)置調(diào)制器和放大器等部件、在接收裝置本體9設(shè)置檢波器、解調(diào)器、放大器、監(jiān)視器、揚(yáng)聲器等部件即可，圖示從略。
另一方面，在上述檢查操作中，從管道1的損傷部位15泄漏的電磁波，最好是不受管道1設(shè)置環(huán)境的影響而總是以適當(dāng)?shù)慕邮针娖接山邮昭b置6接收。即，由于在管道1埋設(shè)在地下2的情況下，其埋設(shè)深度和土質(zhì)等不同，或設(shè)置在墻壁3內(nèi)的情況下，管道1與接收天線10的距離、以及在二者之間所夾有的物質(zhì)不同，所以如始終以同一電平發(fā)送、并以同一靈敏度接收，就不一定能得到適當(dāng)?shù)慕邮针娖健?br> 因此，在發(fā)送裝置5中設(shè)有對(duì)從其發(fā)送的電磁波強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整裝置(圖中省略)。由于設(shè)置這種調(diào)整裝置，當(dāng)發(fā)送電平過(guò)高時(shí)接收電平飽和，不會(huì)作為噪聲而對(duì)周圍造成影響，所以能進(jìn)行使檢查可靠的電平調(diào)整。并且，在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)開(kāi)始檢查時(shí)，可以提高由發(fā)送裝置5發(fā)送的電磁波電平，同時(shí)將接收裝置6的靈敏度也提高，在這種狀態(tài)下，當(dāng)在平時(shí)接收電磁波時(shí)可將發(fā)送電平降低或減小接收靈敏度，以進(jìn)行如上所述的檢查。
這樣檢查的結(jié)果是，當(dāng)在接收天線8的廣闊移動(dòng)范圍內(nèi)接收電磁波而不能確定接收電平的峰值時(shí)，可通過(guò)逐漸地減低發(fā)送電平縮小電磁波的接收范圍而檢測(cè)峰值。采用這種方式即可正確地檢測(cè)出電磁波的泄漏部位、即損傷部位15的位置。以上的發(fā)送電平的調(diào)節(jié)，也可以將發(fā)送裝置5和接收裝置6用有線或無(wú)線通信裝置連接，并按接收電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。
如上所述，供給接收天線8的電磁波的頻率，比與傳播模式對(duì)應(yīng)的截止頻率適當(dāng)?shù)馗咝┘纯?，但在一般的土壤中，電磁波的頻率越高衰減越大，所以在這一點(diǎn)上比較起來(lái)頻率還是盡可能低些為好。因此，當(dāng)檢查對(duì)象的管道系統(tǒng)組成部分是埋設(shè)管時(shí)，在管道內(nèi)激勵(lì)和傳播的電磁波頻率，最好是接近上述截止頻率。但是，在管道系統(tǒng)中，也有內(nèi)徑比管道系統(tǒng)的其它部分縮小的組成部分，所以為了在這種組成部分內(nèi)也能進(jìn)行傳播，電磁波的頻率最好比上述截止頻率適當(dāng)?shù)靥岣咭恍?br> 以下，說(shuō)明用于在檢查對(duì)象的管道1內(nèi)激勵(lì)并傳播電磁波的發(fā)送天線的另一形態(tài)。
如圖5、圖6所示，首先在檢查對(duì)象的管道系統(tǒng)的管道1的管壁上鉆孔并形成內(nèi)螺紋部后構(gòu)成天線安裝孔16，然后在該天線安裝孔16內(nèi)，在其中心插入設(shè)置探頭17，同時(shí)將在外側(cè)構(gòu)件18上形成有外螺紋部19的同軸形天線20通過(guò)內(nèi)外螺紋連接安裝在天線安裝孔16上，使探頭17位于管道1內(nèi)，構(gòu)成發(fā)送天線。在外側(cè)構(gòu)件18的后部設(shè)有同軸連接器21。
在這種結(jié)構(gòu)中，如圖1中的結(jié)構(gòu)所示，因不必將管道1切斷，所以發(fā)送天線的安裝作業(yè)容易進(jìn)行。并且，當(dāng)管道1是城市煤氣供應(yīng)系統(tǒng)的管道時(shí)，無(wú)需停止煤氣供應(yīng)即可進(jìn)行發(fā)送天線的安裝。
圖7～圖12示出與上述不同的發(fā)送天線的另一形態(tài)。
圖7示意地示出了用該發(fā)送天線檢查煤氣管道的泄漏部位時(shí)的總體結(jié)構(gòu)。
符號(hào)22是預(yù)先設(shè)置在管道1上設(shè)置的三通，在該三通22的橫側(cè)開(kāi)口部23上通過(guò)螺紋安裝著一個(gè)蓋24將口封住。在該形態(tài)中，利用該蓋24構(gòu)成作為激勵(lì)部的發(fā)送天線部。
圖8～圖12具體地示出了發(fā)送天線部的實(shí)施形態(tài)。
在圖8中，符號(hào)25是支承體、26是鎖緊螺母，二者通過(guò)螺紋部27連接。鎖緊螺母26的螺紋部27a從在蓋24的中央形成的安裝孔28插入內(nèi)側(cè)，通過(guò)與配置在內(nèi)側(cè)的支承體25的螺紋部27b螺紋配合固緊，將蓋24的安裝孔28的周邊用鎖緊螺母26的凸緣28和支承體25夾緊而成固定狀態(tài)。在這種螺紋配合之前，先將同軸電纜12的前端穿過(guò)鎖緊螺母26，使中心導(dǎo)線29伸出，同時(shí)將屏蔽線30的編織絲沿壓緊件31展開(kāi)，在上述螺紋配合時(shí)在鎖緊螺母26的前端側(cè)套上墊圈32、墊片33，通過(guò)上述固緊將展開(kāi)的屏蔽線30壓貼在支承體25的內(nèi)壁上面構(gòu)成安裝狀態(tài)。另一方面，將直線形探頭17連接在中心導(dǎo)線29的前端，該探頭17由絕緣體34支承在支承體25的中心位置。在這種結(jié)構(gòu)中，如將蓋24的螺紋部35a與三通22的橫側(cè)開(kāi)口部23的螺紋部35b配合固緊，則能封堵開(kāi)口部23，通過(guò)該操作使探頭17位于三通22內(nèi)。
這時(shí)，在開(kāi)口部23與蓋24的內(nèi)側(cè)之間夾有用導(dǎo)電橡膠或軟質(zhì)金屬等構(gòu)成的O形環(huán)狀的密封材料37，在將蓋24通過(guò)螺紋部35a、35b的螺紋配合固緊時(shí)，將密封材料37壓接在開(kāi)口部23的端部和蓋24的內(nèi)側(cè)，構(gòu)成對(duì)電磁波的密封部，所以可望能嚴(yán)密地防止來(lái)自激勵(lì)部的電磁波的泄漏。此外，密封部可以?shī)A裝在螺紋部35a、35b的螺紋配合部。例如，在三通22開(kāi)口部23的螺紋部35b的外周纏繞軟質(zhì)金屬制的絲狀體、或涂敷導(dǎo)電性化合物后，將蓋24的螺紋部35a擰在該螺紋部35b上，通過(guò)在各螺紋部35a、35b之間的間隙填埋了變形后的絲狀體或?qū)щ娦曰衔?，可?gòu)成密封部。
在以上的結(jié)構(gòu)中，如從發(fā)送裝置本體7通過(guò)同軸電纜12向發(fā)送天線13供給電磁波，則在三通22內(nèi)激勵(lì)其模式與探頭17的電場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的電磁波，并從三通22向管道1傳播。因而管道1能以與園形波導(dǎo)管相同的模式傳播電磁波。在圖8的情況下，在管道1內(nèi)形成TM01模式的電磁場(chǎng)后傳播。如在管道1上存在通孔等損傷部位15，則在管道1內(nèi)傳播的電磁波將從損傷部位15泄漏到外部，所以由接收裝置本體9通過(guò)接收天線10接收該泄漏出的電磁波，就能檢測(cè)出損傷部15。
圖9是圖8的變形例，探頭17的結(jié)構(gòu)在形狀上與圖8不同。即，圖9中的探頭17不是直線形狀，而呈T形，其前端朝向三通22的軸向。其他的結(jié)構(gòu)因與圖8相同，故標(biāo)以同一符號(hào)，其說(shuō)明從略。
圖10是將一環(huán)形體36在蓋24的內(nèi)側(cè)伸出，代替圖8的探頭，環(huán)形體36是在中心導(dǎo)線29的前端與支承體25的前端之間連接導(dǎo)線而形成的。其他構(gòu)成部件與圖2中的相同，故標(biāo)以同一符號(hào)，其說(shuō)明從略。在該實(shí)施形態(tài)中，使環(huán)形體36軸向朝向三通22內(nèi)周的切線方向，在該結(jié)構(gòu)中，與圖8相同在管道1內(nèi)形成TM01模式的電磁場(chǎng)后傳播。
圖11是圖10的變形例，環(huán)形體36的結(jié)構(gòu)僅在軸的朝向上與圖10不同。因此，與以上相同，標(biāo)以同一符號(hào)，其說(shuō)明從略。在該實(shí)施形態(tài)中，使環(huán)形體36的軸向朝向三通22的軸向，在該結(jié)構(gòu)中，在管道1內(nèi)形成TE01模式的電磁場(chǎng)后傳播。
圖12是圖8的變形例，在該結(jié)構(gòu)中，與此前的結(jié)構(gòu)都不相同，蓋24通過(guò)螺紋配合安裝在開(kāi)口部23的內(nèi)側(cè)。即，符號(hào)38是與圖1的支承體25相當(dāng)?shù)闹С畜w，該支承體38通過(guò)在其外周形成的螺紋部39a與在三通22的開(kāi)口部的內(nèi)側(cè)形成的螺紋部39b進(jìn)行螺紋配合安裝，在其一端設(shè)有凸緣部40。其他的結(jié)構(gòu)因與圖8相同，故標(biāo)以同一符號(hào)，其說(shuō)明從略。
另外，相對(duì)于蓋24的同軸電纜12的支承機(jī)構(gòu)、在同軸電纜12前端的探頭17和環(huán)形體36的結(jié)構(gòu)、支承機(jī)構(gòu)等，可以采用以往在同軸-波導(dǎo)管變換器中使用的其他機(jī)構(gòu)。
在發(fā)送天線13的以上實(shí)施形態(tài)中，從在管道1的延長(zhǎng)段上設(shè)置的三通22向管道1激勵(lì)電磁波激勵(lì)，所以不必為進(jìn)行激勵(lì)而將管道1的一端切斷，因此，在應(yīng)用于城市煤氣供應(yīng)系統(tǒng)的管道系統(tǒng)時(shí)，就無(wú)需停止煤氣的供應(yīng)，還能可靠地防止電磁波從構(gòu)成激勵(lì)部的三通22泄漏。
以上說(shuō)明的檢查方法，是從發(fā)送裝置5的發(fā)送天線13在管道1內(nèi)激勵(lì)并傳播電磁波、同時(shí)由接收裝置6通過(guò)在管道1外部沿著管道1移動(dòng)的接收天線10接收從損傷部位15泄漏的電磁波以進(jìn)行檢查的方法，與該方法相反，可以使發(fā)送裝置5的發(fā)送天線13在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部一面沿著管道1移動(dòng)一面從管道系統(tǒng)外部向管道1發(fā)送電磁波、同時(shí)將接收裝置6的接收天線10設(shè)置在管道1的適當(dāng)部位接收電磁波以進(jìn)行檢查。該方法的圖示省略。
在該方法中，從外部發(fā)送的電磁波從如上所述的損傷部位15進(jìn)入管道系統(tǒng)內(nèi)在管道內(nèi)傳播，并通過(guò)接收天線由接收裝置接收，所以能夠檢測(cè)出損傷部位的存在。由于從對(duì)象位置進(jìn)入而被接收裝置接收的電磁波電平在發(fā)送天線到達(dá)最接近對(duì)象位置的時(shí)刻達(dá)到最大值，所以根據(jù)接收電平達(dá)到峰值時(shí)的發(fā)送天線的位置即可準(zhǔn)確地檢測(cè)出管道系統(tǒng)的對(duì)象位置。
在該方法中，發(fā)送裝置和接收裝置可采用以上說(shuō)明的所有結(jié)構(gòu)，接收天線可原樣直接使用上述的發(fā)送天線。
另外，在上述方法中，接收天線并不固定設(shè)置在管道內(nèi)，也可以一面配合發(fā)送天線的移動(dòng)而移動(dòng)、一面接收從外部進(jìn)入管道系統(tǒng)內(nèi)的電磁波，以對(duì)管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查，在這種情況下，除了接收電平達(dá)到峰值時(shí)的發(fā)送天線的位置之外，還要綜合考慮接收天線的位置，以便能準(zhǔn)確地檢測(cè)出損傷部位15。
在以上的說(shuō)明中，泄漏電磁波的對(duì)象、即檢測(cè)其位置的對(duì)象，是在管道上產(chǎn)生的腐蝕孔或裂紋等損傷部位15，除此之外，還可以檢測(cè)管道系統(tǒng)的接頭。
圖13示出了在具有接頭的管道系統(tǒng)中測(cè)定從接頭41泄漏的電磁波的系統(tǒng)，符號(hào)42是網(wǎng)絡(luò)分析器，在發(fā)送側(cè)激勵(lì)電磁波，同時(shí)使接收天線10位于接頭41的近旁進(jìn)行電平的測(cè)定。另外，管道系統(tǒng)具有最小管徑為40mm的管道部分，該部分的電磁波的截止頻率約為4.3GHz。
圖14示出了測(cè)定結(jié)果，在頻率接近上述截止頻率、即大約4.3GHz以上時(shí)可以清楚地看到電磁波從接頭處泄漏。
因此，如將以上檢查方法應(yīng)用于具有接頭的管道系統(tǒng)，則當(dāng)接頭為機(jī)械接頭時(shí)通過(guò)橡膠圈和墊片、當(dāng)為法蘭接頭時(shí)通過(guò)墊片、當(dāng)為螺紋接頭時(shí)通過(guò)密封材料等非導(dǎo)電性構(gòu)件泄漏電磁波，所以通過(guò)接收該電磁波即可檢測(cè)出接頭。
這時(shí)，因電磁波在管道內(nèi)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的距離傳播而在每個(gè)接頭處泄漏一點(diǎn)，所以可在一個(gè)部位發(fā)送電磁波，連續(xù)檢測(cè)出多個(gè)接頭?？梢愿鶕?jù)接收裝置接收的電磁波電平的峰值來(lái)檢測(cè)出接頭的位置。這時(shí)，在接收天線具有尖銳的定向性的情況下，如使接收天線一面沿著管道1(埋設(shè)的路徑為根據(jù)圖紙等資料推斷的路徑)移動(dòng)一面適當(dāng)改變方向來(lái)檢測(cè)峰值，則可以根據(jù)與峰值對(duì)應(yīng)的接收天線的方向準(zhǔn)確地檢測(cè)出接頭的位置，還能減小外來(lái)噪聲的影響。但是，作為接收天線也可使用無(wú)定向性的或定向性弱的天線，沿著管道移動(dòng)，能將接收電平峰值對(duì)應(yīng)的位置作為接頭正上方的位置檢測(cè)出來(lái)。
另一方面，如接頭的固緊程度松弛，則電磁波從接頭的泄漏量增大，所以可根據(jù)接收電平檢測(cè)出接頭的松弛狀態(tài)。即，對(duì)于特定的接頭當(dāng)和接收天線的距離及方向等接收條件相同時(shí)，由于從接頭泄漏的電磁波的接收電平隨松弛狀態(tài)而變化，所以將本次測(cè)定出的接收電平與預(yù)先測(cè)定的過(guò)去的接收電平進(jìn)行比較，如無(wú)變化，則是沒(méi)有發(fā)生松弛的正常狀態(tài)，若變化大時(shí)則是發(fā)生了松弛，因而能推斷出接頭的松弛狀態(tài)。
這樣，為了根據(jù)接收電平推斷金屬管道的接頭松弛狀態(tài)，如上所述的接收條件必須相同，在管道是金屬管道時(shí)，與接收天線的距離及方向等條件當(dāng)然應(yīng)相同，若管道是埋設(shè)的或設(shè)置在墻內(nèi)，則其周圍相對(duì)于電磁波的特性也必須相同，在這些條件不滿足的情況下，很難根據(jù)接收電平推斷接頭的松弛狀態(tài)。但是，即使是埋設(shè)管道，只要以上條件完全滿足時(shí)、或容易做到使接收條件相同的露出管道，都能通過(guò)上述操作推斷出接頭的松弛狀態(tài)。
當(dāng)然，在以上的接頭檢查中，與上述相同，可以采用使發(fā)送天線在管道外部、使接收天線在管道內(nèi)部檢測(cè)從外部通過(guò)接頭進(jìn)入的電磁波的方法，這是不言而喻的。
以下說(shuō)明的本發(fā)明的形態(tài)，不但能在不露出的管道上檢測(cè)出上述的腐蝕孔等損傷部位或接頭等的電磁波泄漏部位的位置，而且能夠測(cè)定從管道上適當(dāng)設(shè)定好的基準(zhǔn)位置到檢測(cè)出的損傷部位的距離。
即，以下形態(tài)是與圖15的示意圖相對(duì)應(yīng)的。
符號(hào)1是檢查對(duì)象的管道，在該例中，與圖7相同，作為激勵(lì)部的發(fā)送天線8不是將管道上的伸出地面的部分切斷，而是在預(yù)先設(shè)置的三通22的橫側(cè)分支開(kāi)口部23上安裝蓋24，使探頭17或環(huán)形體(圖中省略)插入到三通22內(nèi)構(gòu)成。符號(hào)43是處理裝置，其他的結(jié)構(gòu)因與圖7相同，標(biāo)以同一符號(hào)而其說(shuō)明從略。
在以上結(jié)構(gòu)中，在發(fā)送裝置5側(cè)由發(fā)送天線8向管道1內(nèi)激勵(lì)電磁波，接收裝置側(cè)的操作員在該狀態(tài)下一面移動(dòng)接收天線10，一面探查從管道1的損傷部位15泄漏的電磁波。這樣，通過(guò)接收從管道1上產(chǎn)生的腐蝕孔等損傷部位泄漏的電磁波，可以從地面上檢測(cè)出損傷部位15。即，在使用無(wú)定向性或定向性弱的接收天線10的情況下，使接收天線10沿著管道1(埋設(shè)的路徑為根據(jù)圖紙等資料推斷的路徑)移動(dòng)，即可將接收電平的峰值對(duì)應(yīng)的位置作為損傷部位15的正上方的位置檢測(cè)出來(lái)。當(dāng)接收天線10具有尖銳的定向性時(shí)，能以更高的分辨能力檢測(cè)出正上方的位置，還能減小外來(lái)噪聲的影響。
如上所述，符號(hào)43是處理裝置，該處理裝置43通過(guò)發(fā)送裝置5發(fā)送電磁波，并與接收裝置6檢測(cè)出的電磁波相比較，測(cè)出從激勵(lì)部位、即在管道1的開(kāi)口部23構(gòu)成的發(fā)送天線8到由接收裝置6檢測(cè)出損傷部位15的電磁波的傳送時(shí)間，從而求出其距離。
這樣，為了將發(fā)送裝置5發(fā)送的電磁波與接收裝置6接收的電磁波進(jìn)行比較后求出傳送時(shí)間，對(duì)發(fā)送的電磁波進(jìn)行調(diào)制。電磁波的調(diào)制，可采用脈沖調(diào)制、振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、代碼調(diào)制等各種調(diào)制方式，而經(jīng)過(guò)這種調(diào)制后發(fā)送的電磁波與所接收的電磁波的時(shí)間差，可采用直接計(jì)時(shí)、相位差檢測(cè)計(jì)時(shí)、相關(guān)系數(shù)的偏移量檢測(cè)計(jì)時(shí)等眾所周知的適當(dāng)方法。另外，在這些情況下，可采用在雷達(dá)或超聲波測(cè)量中作為提高S/N比等目的而使用的脈沖壓縮方法，即，這時(shí)，對(duì)發(fā)送的電磁波進(jìn)行線性FM(線性調(diào)頻脈沖)、巴克碼、M系列碼、互補(bǔ)系列碼等調(diào)制。
在以上的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)處理裝置43的指令，將經(jīng)過(guò)規(guī)定調(diào)制的信號(hào)St從發(fā)送裝置本體7通過(guò)同軸電纜12供給發(fā)送天線8，在管道1內(nèi)激勵(lì)并傳播。同時(shí)，為與接收信號(hào)進(jìn)行比較而將與激勵(lì)后的電磁波相同的發(fā)送信號(hào)St輸出到處理裝置43。另一方面，從損傷部位15泄漏而被接收裝置6接收的電磁波信號(hào)Sr，根據(jù)需要進(jìn)行了放大等預(yù)處理后，輸出到處理裝置43以便與發(fā)送信號(hào)進(jìn)行比較。
在處理裝置43中，將發(fā)送信號(hào)St與接收信號(hào)Sr進(jìn)行比較，測(cè)定二者的時(shí)間差。時(shí)間差的測(cè)定可根據(jù)調(diào)制方式采用如上所述的適當(dāng)方法。例如，調(diào)制為脈沖調(diào)制時(shí)可采用對(duì)脈沖之間的時(shí)間差直接計(jì)時(shí)的方法，調(diào)制為振幅調(diào)制時(shí)可采用通過(guò)測(cè)定發(fā)送信號(hào)St與接收信號(hào)Sr的調(diào)制信號(hào)的相位差來(lái)計(jì)算時(shí)間差的方法，而如包含代碼調(diào)制，則可采用相對(duì)于適當(dāng)?shù)恼{(diào)制檢測(cè)相關(guān)系數(shù)的偏移量從而計(jì)算出時(shí)間差的方法等。
在按如上方法求出的發(fā)送信號(hào)St與接收信號(hào)Sr的時(shí)間差中，除了與從發(fā)送天線8到腐蝕孔等損傷部位15的路徑L對(duì)應(yīng)的電磁波傳送時(shí)間之外，還混有分別與從發(fā)送裝置本體7到發(fā)送天線8的路徑l1、從發(fā)送裝置本體7到處理裝置43的路徑l2、從天線10經(jīng)接收裝置本體9到處理裝置43的路徑l3、從損傷部位15到天線10的路徑l4對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳送時(shí)間，所以按如上方法求出的時(shí)間差，不是與從發(fā)送天線8到損傷部位15的路徑L對(duì)應(yīng)的電磁波傳送時(shí)間。
然而，與路徑l1、l2、l3對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳送時(shí)間不會(huì)改變，可預(yù)先測(cè)定，同時(shí)路徑l4的距離是管道1的埋設(shè)深度與從地面到天線10的高度之和，前者可從管道1的配管施工圖等得知，而后者則可通過(guò)測(cè)量得到。因此，通過(guò)對(duì)與路徑l1、l2、l3、l4對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳送時(shí)間和上述測(cè)定求得的時(shí)間差進(jìn)行加減運(yùn)算，即可求得與從發(fā)送天線8到損傷部位15的路徑L對(duì)應(yīng)的電磁波傳送時(shí)間。
按如上方法可以求出與從發(fā)送天線8到損傷部位15的路徑L對(duì)應(yīng)的電磁波傳送時(shí)間，因此能算出該路徑L的距離。
按照如上所述的方法，通過(guò)檢測(cè)從管道1上產(chǎn)生的腐蝕孔等損傷部位15泄漏的電磁波，可以從地面上檢測(cè)出損傷部位15的位置，同時(shí)，將由接收裝置6接收的電磁波與由發(fā)送裝置5發(fā)送的電磁波在調(diào)制信號(hào)中進(jìn)行比較而測(cè)定時(shí)間差，并通過(guò)從該時(shí)間差測(cè)定出從發(fā)送天線8到損傷部位15的對(duì)應(yīng)的電磁波傳送時(shí)間，可以求得從發(fā)送天線8到損傷部位15的管道1的距離，所以，例如可從管道的內(nèi)側(cè)利用管道除垢器等并用樹(shù)脂等堵塞腐蝕孔等損傷部位15，進(jìn)行有效的修補(bǔ)。
以下的形態(tài)對(duì)應(yīng)于圖16～18，是在將發(fā)送天線設(shè)置在管道的適當(dāng)部位并向管道內(nèi)激勵(lì)電磁波的檢查方法中、或相反，在將接收天線設(shè)置在管道的適當(dāng)部位并接收在管道內(nèi)傳播的電磁波的檢查方法中，為了不在管道內(nèi)形成固定的電磁場(chǎng)分布而使激勵(lì)的電磁波頻率經(jīng)常變化。
為此，在發(fā)送裝置中，除了振蕩器和放大器等為激勵(lì)電磁波所必需的基本構(gòu)成部件之外，還構(gòu)成了用于使激勵(lì)的電磁波頻率經(jīng)常變化的裝置。圖16～18示意地表示出頻率經(jīng)常變化的例。首先，圖16、圖17是其頻率都通過(guò)在一定范圍的掃描而連續(xù)變化的例子，在圖16中，頻率按低→高、高→低、低→高、...變化，在圖17中，頻率按低→高、低→高、低→高、...變化。作為獲得這種頻率經(jīng)常變化用的發(fā)送裝置的振蕩器，由掃描振蕩器構(gòu)成即可。其次，圖18是多種頻率間斷地變化，作為獲得這種頻率經(jīng)常變化用的發(fā)送裝置的振蕩器，由可設(shè)定多種振蕩頻率的可編程振蕩器構(gòu)成即可。
在以上結(jié)構(gòu)中，如由發(fā)送裝置向管道內(nèi)激勵(lì)并傳播電磁波，則在管道上存在腐蝕孔等損傷部位或接頭等情況下，在這些部位由管壁方向的磁場(chǎng)分量和與管壁垂直方向的磁場(chǎng)分量產(chǎn)生電磁波的泄漏，如上所述由接收裝置通過(guò)接收天線接收該泄漏了的電磁波能夠檢測(cè)出損傷部位，但在某個(gè)時(shí)刻、某個(gè)頻率的電磁波中有時(shí)不能形成如上所述的電、磁場(chǎng)分量，這時(shí)很難產(chǎn)生電磁波的泄漏。因此，如果連續(xù)地激勵(lì)這種頻率的電磁波，則根據(jù)泄漏出來(lái)的電磁波檢測(cè)損傷部位是很困難的。
但是，在本方法中，由于激勵(lì)的電磁波的頻率經(jīng)常的變化，所以即使在某個(gè)時(shí)刻、某個(gè)頻率下形成了難以從損傷部位泄漏的電磁場(chǎng)分布，但在下一時(shí)刻的不同頻率下電磁場(chǎng)分布改變了，使電磁波能從損傷部位泄漏，所以能夠檢測(cè)出損傷部位。
以下形態(tài)對(duì)應(yīng)于圖19～21，該檢查方法是，在一面使接收天線在管道系統(tǒng)的外部沿著管道移動(dòng)一面檢測(cè)泄漏的電磁波的方法中，當(dāng)接收裝置接收到某電磁波時(shí)，能夠容易且可靠地識(shí)別出該電磁波是含有從損傷部位泄漏出來(lái)的電磁波、或只是外來(lái)的噪聲，因此能防止泄漏部位的誤檢測(cè)。
在該方法中，在發(fā)送裝置本體7中，除了振蕩器和放大器等為激勵(lì)電磁波所必需的基本構(gòu)成部件之外，還設(shè)有激勵(lì)的ON-OFF控制裝置44和接收ON-OFF控制裝置44的操作信號(hào)的接收裝置45。ON-OFF控制裝置44可適當(dāng)采用進(jìn)行振蕩器的ON-OFF和波導(dǎo)的ON-OFF等結(jié)構(gòu)。另一方面，在接收裝置本體9中，除了檢波器、放大器、信號(hào)處理裝置、接收電平顯示裝置等為接收電磁波所必需的基本構(gòu)成部件之外，還設(shè)置了使發(fā)送裝置本體7的ON-OFF控制裝置44進(jìn)行ON-OFF操作的遠(yuǎn)距離操作開(kāi)關(guān)，遠(yuǎn)距離操作開(kāi)關(guān)由操作開(kāi)關(guān)46及開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)送裝置47構(gòu)成。該發(fā)送裝置47和上述接收裝置45在圖中以無(wú)線通信裝置表示，但當(dāng)然也能采用有線通信裝置。
在以上結(jié)構(gòu)中，發(fā)送裝置本體7側(cè)的操作員以泄漏部位等損傷部位作為檢測(cè)對(duì)象，將發(fā)送天線8安裝在例如管道1的延長(zhǎng)段上設(shè)置的三通22上，將發(fā)送天線8和發(fā)送裝置本體7連接而構(gòu)成操作狀態(tài)。接收裝置本體側(cè)的操作員操縱操作開(kāi)關(guān)46，將ON指令通過(guò)發(fā)送裝置本體7的接收裝置45發(fā)送給ON-OFF控制裝置44，使發(fā)送天線8的電磁波的激勵(lì)成為ON狀態(tài)。而操作員在該狀態(tài)下一面觀察接收裝置本體9的顯示裝置上的接收電平，一面移動(dòng)接收天線，探查電磁波。
當(dāng)在探查中檢測(cè)出接收電平高的部位時(shí)，操縱操作開(kāi)關(guān)46，將OFF指令發(fā)送給ON-OFF控制裝置44，使發(fā)送天線8的電磁波的激勵(lì)成為OFF狀態(tài)。這時(shí)，如在ON時(shí)接收到的電磁波中含有從管道1的損傷部位泄漏出的電磁波時(shí)，則如圖21(b)所示，在OFF的時(shí)刻接收電平降低，另一方面，如在ON時(shí)接收到的電磁波中不含有從管道1的損傷部位泄漏出的電磁波而只是接收到外來(lái)噪聲時(shí)，則如圖21(a)所示，即使將激勵(lì)OFF，接收電平也不變化。因此，通過(guò)將OFF時(shí)的接收電平與ON時(shí)的接收電平相比較，可識(shí)別泄漏的電磁波，并可根據(jù)泄漏的電磁波檢測(cè)出損傷部位?？捎刹僮鲉T進(jìn)行OFF時(shí)與ON時(shí)的接收電平的比較，也可以自動(dòng)進(jìn)行。
圖20示意地示出采用本發(fā)明方法的另一種結(jié)構(gòu)，與圖19相同的構(gòu)成部件標(biāo)以同一符號(hào)，其說(shuō)明從略。
在該實(shí)施例中，在發(fā)送裝置本體7中設(shè)有本身可以使電磁波ON-OFF的ON-OFF控制裝置，同時(shí)還設(shè)有發(fā)送與其ON-OFF動(dòng)作同步的信號(hào)的發(fā)送裝置49。另一方面，在接收裝置本體9中，設(shè)有接收與上述動(dòng)作同步的信號(hào)并顯示操作狀態(tài)的接收裝置50。
在圖20的結(jié)構(gòu)中，在發(fā)送裝置本體7側(cè)，按照在存儲(chǔ)裝置等預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行激勵(lì)的ON-OFF，而在接收裝置本體9側(cè)接收從發(fā)送裝置本體7發(fā)送的同步信號(hào)并顯示激勵(lì)的ON-OFF狀態(tài)。因此，與圖19相同，當(dāng)接收裝置本體9側(cè)的操作員根據(jù)激勵(lì)的ON-OFF狀態(tài)和接收電平在探查中檢測(cè)到接收電平高的部位時(shí)，通過(guò)將激勵(lì)OFF時(shí)的接收電平與ON時(shí)的接收電平進(jìn)行比較，即可檢測(cè)出該接收到的電磁波是否是從管道1的損傷部位15泄漏的電磁波。
在以上說(shuō)明的各種方法中，由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波，以比將作為對(duì)象的管道系統(tǒng)的管道作為電磁波的波導(dǎo)時(shí)的截止頻率高的頻率在管道內(nèi)傳播，但在以下2種形態(tài)中也可比截止頻率低。
一種形態(tài)為圖22所示的形態(tài)，該形態(tài)一面用電纜51等使發(fā)送天線8在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道1內(nèi)移動(dòng)，一面發(fā)送其頻率低于將管道1作為波導(dǎo)時(shí)的截止頻率的電磁波，同時(shí)使接收裝置6的接收天線10配合著發(fā)送天線8的移動(dòng)而移動(dòng)，接收泄漏的電磁波而進(jìn)行管道系統(tǒng)組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波電平達(dá)到峰值時(shí)發(fā)送天線8的位置，便可檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
為進(jìn)行這種檢查，在發(fā)送裝置5側(cè)設(shè)置有發(fā)送裝置本體7、通過(guò)兼作長(zhǎng)的天線用線的電纜51連接于發(fā)送裝置本體7的發(fā)送天線8、電纜51的送出裝置52和卷回裝置53。
在這種結(jié)構(gòu)中，一面用送出裝置52使電纜51伸出而移動(dòng)發(fā)送天線8，或一面用卷回裝置53將電纜51卷回而使發(fā)送天線8移動(dòng)，一面發(fā)送頻率低于管道1的截止頻率的電磁波，與此同時(shí)，使結(jié)構(gòu)如上所述的接收天線10與發(fā)送天線8聯(lián)動(dòng)地移動(dòng)，接收從管道1的損傷部位或接頭等處泄漏的電磁波。
由于從發(fā)送天線8發(fā)出的電磁波不在管道1內(nèi)傳播而是在短距離內(nèi)大幅度衰減，所以電磁波從管道1的損傷部位或接頭等對(duì)象位置的泄漏量在發(fā)送天線8的位置最接近對(duì)象位置時(shí)變得最大，因此接收裝置6通過(guò)位于對(duì)象位置近旁的接收天線10接收的電磁波的電平變化非常大，因峰值更為明確，所以峰值的對(duì)象位置的檢測(cè)精度高。并且，如上所述，由于能降低頻率，所以由埋設(shè)管周圍的土壤等造成的衰減少，能提高接收靈敏度。
另一種形態(tài)是將前一形態(tài)的發(fā)送裝置和接收裝置顛倒配置，所以在該方法中，雖然省略了圖示，但也是一面使發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著管道移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)外部發(fā)送頻率低于將管道作為電磁波波導(dǎo)時(shí)的截止頻率的電磁波，同時(shí)使接收裝置的接收天線配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而移動(dòng)，接收從外部進(jìn)入管道內(nèi)的電磁波，對(duì)管道系統(tǒng)組成部分進(jìn)行檢查，根據(jù)接收裝置接收的電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
按照這種方法，由于從發(fā)送天線通過(guò)上述對(duì)象位置進(jìn)入的電磁波不在管道內(nèi)傳播而是當(dāng)接收天線的位置最接近對(duì)象位置時(shí)變得最大，因此這時(shí)由位于對(duì)象位置近旁的接收天線接收的電磁波的電平變化非常大，因峰值更為明確，所以峰值的對(duì)象位置的檢測(cè)精度高。
在以上兩種方法中，由于能由發(fā)送裝置等測(cè)定使天線在管道內(nèi)移動(dòng)的電纜伸出長(zhǎng)度，所以也能測(cè)定管道系統(tǒng)的路徑長(zhǎng)度。
另外，對(duì)于這兩種方法，如與其前面的方法的情況相同將接收的電磁波作為載波并用適當(dāng)?shù)男畔⑿盘?hào)進(jìn)行調(diào)制，則能夠容易地識(shí)別接收著的電磁波是由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波、或者是噪聲。并且也適合進(jìn)行發(fā)送電平及接收靈敏度的調(diào)節(jié)。
在使接收天線在管道外部移動(dòng)的方法中，通過(guò)采用對(duì)發(fā)送的電磁波進(jìn)行ON-OFF控制而由接收裝置接收的方法，能減小外來(lái)噪聲的影響。
在以下的形態(tài)中，與前二者相同，電磁波頻率在管道的截止頻率以下，但配置在管道內(nèi)的接收天線及發(fā)送天線具有長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)，因而就不必移動(dòng)了。即，圖24示意地示出了這種方法，如上所述，將在與軸正交的方向上具有定向性的多個(gè)輻射部沿軸向連接構(gòu)成的長(zhǎng)的發(fā)送天線54插入作為對(duì)象的管道1的檢查對(duì)象范圍，并由這些輻射部發(fā)射電磁波，在該狀態(tài)下，使接收天線10、必要時(shí)使接收裝置本體9沿著檢查對(duì)象范圍的管道1移動(dòng)，探查泄漏的電磁波。
這樣，由于是將在與軸正交的方向上具有定向性的多個(gè)輻射部沿軸向連接構(gòu)成的長(zhǎng)的發(fā)送天線54插入管道1的檢查對(duì)象范圍并由各個(gè)輻射部發(fā)射電磁波，所以可以只將接收天線10沿著檢查對(duì)象范圍的管道的外部移動(dòng)，探查泄漏的電磁波。電磁波無(wú)需在作為圓形波導(dǎo)管的管道內(nèi)傳播，所以可使用的頻率不用限制在作為圓形波導(dǎo)管的截止頻率以上。
因此，能發(fā)揮可使電磁波使用頻率降低的上述優(yōu)點(diǎn)，即減小由土壤造成的衰減的優(yōu)點(diǎn)。
作為在該方法中使用的長(zhǎng)發(fā)送天線54的例子，可利用在隧道等中作為移動(dòng)體通信使用的漏泄同軸電纜、或?qū)g形漏泄電纜，這類電纜可以利用能夠移動(dòng)插入的機(jī)構(gòu)等，將以往廣泛使用的管內(nèi)探查設(shè)備的驅(qū)動(dòng)用電纜插入管道1內(nèi)。
此外，作為長(zhǎng)發(fā)送天線54，還可以將1圈螺旋線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于應(yīng)輻射的電磁波的波長(zhǎng)、或按波長(zhǎng)的n倍(n為2以上的整數(shù))在與軸正交的方向上調(diào)節(jié)了定向性的螺旋形天線沿縱向配置構(gòu)成，通過(guò)將螺旋線用絕緣物包覆構(gòu)成電纜狀，可與上述電纜一樣使用。
除上述以外，發(fā)送天線54可采用將多個(gè)小天線連接成電纜狀等適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
在以上方法中，是將發(fā)送天線作成長(zhǎng)形配置在管道內(nèi)，但也可將接收天線作成長(zhǎng)形配置在管道內(nèi)，一面使發(fā)送天線側(cè)在管道外部沿著管道移動(dòng)，一面發(fā)送電磁波。
對(duì)于這兩種方法，與其前面的方法的情況相同，通過(guò)將電磁波作為載波并以適當(dāng)?shù)男畔⑿盘?hào)進(jìn)行調(diào)制，能容易地識(shí)別出接收的電磁波是發(fā)送裝置發(fā)送出的電磁波、或者是噪聲。并且也適合進(jìn)行發(fā)送電平及接收靈敏度的調(diào)節(jié)。
在使接收天線在管道外部移動(dòng)的方法中，通過(guò)采用對(duì)發(fā)送的電磁波進(jìn)行ON-OFF控制而由接收裝置接收的方法，能減小外來(lái)噪聲的影響。
如上所述，當(dāng)例如檢查對(duì)象管道系統(tǒng)是城市煤氣供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，對(duì)煤氣管道發(fā)生的煤氣泄漏，本發(fā)明不是根據(jù)泄漏的煤氣而是利用電磁波檢測(cè)出泄漏部位本身的位置，所以對(duì)準(zhǔn)確地檢測(cè)其部位是有用的，還可以應(yīng)用于檢測(cè)作為管道系統(tǒng)的其他組成部分的接頭等的位置及路徑的長(zhǎng)度等。除此之外，本發(fā)明還可應(yīng)用于檢測(cè)各種管道系統(tǒng)中管道的損傷部位等。
權(quán)利要求
1.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于由發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的適當(dāng)部位激勵(lì)電磁波并使其在管內(nèi)傳播，同時(shí)使接收裝置的接收天線在外部沿著管道移動(dòng)，接收泄漏的電磁波而對(duì)管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分的對(duì)象位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于電磁波的頻率經(jīng)常地變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于接收裝置接收泄漏電磁波可在發(fā)送裝置的電磁波的激勵(lì)ON(接通)的狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)也可在發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)暫時(shí)OFF(關(guān)斷)的狀態(tài)下進(jìn)行，通過(guò)將OFF時(shí)的接收信號(hào)與ON時(shí)的接收信號(hào)進(jìn)行比較，識(shí)別泄漏的電磁波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于對(duì)由發(fā)送裝置在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)內(nèi)傳播的電磁波進(jìn)行調(diào)制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于對(duì)由發(fā)送裝置在管道內(nèi)激勵(lì)的電磁波進(jìn)行調(diào)制，并將接收裝置接收到的電磁波與由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波在調(diào)制信號(hào)中進(jìn)行比較，求出時(shí)間差，從該時(shí)間差減去與從激勵(lì)部位到泄漏部位的傳送距離被除去后的距離對(duì)應(yīng)的傳送時(shí)間，測(cè)定出從激勵(lì)部位到泄漏部位的電磁波的傳送時(shí)間，從而求出從激勵(lì)部位到泄漏部位的管道系統(tǒng)的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置中設(shè)置了調(diào)整從其發(fā)出的電磁波強(qiáng)度的調(diào)整裝置。
7.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于使發(fā)送裝置的發(fā)送天線一面在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著管道移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)外部發(fā)送電磁波，同時(shí)由接收裝置通過(guò)設(shè)置在管道適當(dāng)部位的接收天線接收從外部進(jìn)入管道系統(tǒng)內(nèi)而在管道內(nèi)傳播的電磁波，以對(duì)管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分的對(duì)象位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于電磁波的頻率經(jīng)常地變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于接收裝置接收進(jìn)入的電磁波可在發(fā)送裝置的電磁波的激勵(lì)ON的狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)也可在發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)暫時(shí)OFF的狀態(tài)下進(jìn)行，通過(guò)將OFF時(shí)的接收信號(hào)與ON時(shí)的接收信號(hào)進(jìn)行比較，識(shí)別泄漏的電磁波。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于對(duì)由發(fā)送裝置在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)內(nèi)傳播的電磁波進(jìn)行調(diào)制。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于對(duì)由發(fā)送裝置在管道內(nèi)激勵(lì)的電磁波進(jìn)行調(diào)制，并將接收裝置接收到的電磁波與由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波在調(diào)制信號(hào)中進(jìn)行比較，求出時(shí)間差，從該時(shí)間差減去與從激勵(lì)部位到泄漏部位的傳送距離被除去后的距離對(duì)應(yīng)的傳送時(shí)間，測(cè)定出從激勵(lì)部位到泄漏部位的電磁波的傳送時(shí)間，從而求出從激勵(lì)部位到泄漏部位的管道系統(tǒng)的距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置中設(shè)置了調(diào)整從其發(fā)出的電磁波強(qiáng)度的調(diào)整裝置。
13.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于一面使發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道內(nèi)移動(dòng)，一面激勵(lì)電磁波并使其在管道內(nèi)傳播，同時(shí)使接收裝置的接收天線配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而移動(dòng)，接收泄漏的電磁波以進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)發(fā)送天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于接收裝置接收泄漏電磁波可在發(fā)送裝置的電磁波的激勵(lì)ON的狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)也可在發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)暫時(shí)OFF的狀態(tài)下進(jìn)行，通過(guò)將OFF時(shí)的接收信號(hào)與ON時(shí)的接收信號(hào)進(jìn)行比較，識(shí)別泄漏的電磁波。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于對(duì)由發(fā)送裝置在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)內(nèi)傳播的電磁波進(jìn)行調(diào)制。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置中設(shè)置了調(diào)整從其發(fā)出的電磁波強(qiáng)度的調(diào)整裝置。
17.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于使發(fā)送裝置的發(fā)送天線一面在作為檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著管道移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)外部發(fā)送電磁波，同時(shí)使接收裝置的接收天線一面配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而移動(dòng)，一面接收從外部進(jìn)入管道系統(tǒng)內(nèi)的電磁波，以對(duì)管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線或發(fā)送天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于接收裝置接收進(jìn)入的電磁波可在發(fā)送裝置的電磁波的激勵(lì)ON的狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)也可在發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)暫時(shí)OFF的狀態(tài)下進(jìn)行，通過(guò)將OFF時(shí)的接收信號(hào)與ON時(shí)的接收信號(hào)進(jìn)行比較，識(shí)別泄漏的電磁波。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于對(duì)由發(fā)送裝置在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)內(nèi)傳播的電磁波進(jìn)行調(diào)制。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置中設(shè)置了調(diào)整從其發(fā)出的電磁波強(qiáng)度的調(diào)整裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的壁上鉆孔并形成內(nèi)螺紋部而構(gòu)成天線安裝孔，將探頭沿其中心插入設(shè)置，同時(shí)將在外側(cè)構(gòu)件上形成有外螺紋部的同軸式天線安裝在具有內(nèi)螺紋部的天線安裝孔上，使探頭位于管內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道端部切斷，構(gòu)成將探頭按同軸狀突出設(shè)置在堵塞該端部的蓋上的同軸式天線，并將蓋安裝在端部。
23.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將探頭突出設(shè)置在堵塞將檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道延長(zhǎng)段上所設(shè)置的三通的橫側(cè)開(kāi)口部的蓋的內(nèi)側(cè)，同時(shí)用同軸電纜連接探頭和電磁波振蕩裝置，并在安裝蓋后的狀態(tài)下使探頭位于三通內(nèi)部而構(gòu)成天線。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將蓋通過(guò)螺紋配合固定在三通的開(kāi)口部，并在蓋與三通開(kāi)口部端部之間夾裝O形環(huán)狀的密封材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將蓋通過(guò)螺紋配合固定在三通的開(kāi)口部，并在螺紋部加密封材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將環(huán)形體插在設(shè)置在堵塞檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道延長(zhǎng)段上所設(shè)置的三通的橫側(cè)開(kāi)口部的封蓋的內(nèi)側(cè)，同時(shí)用同軸電纜連接環(huán)形體和電磁波振蕩裝置，并在安裝上蓋后的狀態(tài)下使環(huán)形體位于三通內(nèi)部而構(gòu)成天線。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將蓋通過(guò)螺紋配合固定在三通的開(kāi)口部，并在蓋與三通開(kāi)口部端部之間夾裝O形環(huán)狀的密封材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將蓋通過(guò)螺紋配合固定在三通的開(kāi)口部，并在螺紋部加密封材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于使環(huán)形體的軸向朝向三通的軸向。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于使環(huán)形體的軸向朝向三通內(nèi)周的切線方向。
31.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于電磁波的頻率通過(guò)掃描而連續(xù)變化。
32.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于電磁波的頻率間隔地變化。
33.根據(jù)權(quán)利要求3、9或14所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置側(cè)構(gòu)成電磁波激勵(lì)的ON-OFF控制裝置，同時(shí)在接收裝置側(cè)構(gòu)成ON-OFF控制裝置的遠(yuǎn)距離操作開(kāi)關(guān)，并在接收裝置側(cè)操作ON-OFF控制裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求3、9或14所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置側(cè)構(gòu)成電磁波激勵(lì)的ON-OFF控制裝置，其自身進(jìn)行ON-OFF控制，同時(shí)向接收裝置側(cè)發(fā)送與ON-OFF動(dòng)作同步的信號(hào)，在接收裝置側(cè)可檢測(cè)ON-OFF狀態(tài)。
35.根據(jù)權(quán)利要求4、10、15、19中的任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于以人們可以識(shí)別的信息信號(hào)對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制。
36.根據(jù)權(quán)利要求5或11所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于根據(jù)由接收裝置檢測(cè)的電磁波與由發(fā)送裝置發(fā)送的電磁波的調(diào)制信號(hào)的相位差測(cè)定時(shí)間差。
37.根據(jù)權(quán)利要求5或11所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置發(fā)送電磁波、接收裝置接收電磁波時(shí)采用脈沖壓縮方法。
38.根據(jù)權(quán)利要求6、12、16、20中的任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于調(diào)整裝置根據(jù)接收裝置接收的電平進(jìn)行調(diào)整。
39.根據(jù)權(quán)利要求1～20中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分是管道，檢測(cè)對(duì)象位置是在管道上發(fā)生的腐蝕孔等損傷部位。
40.根據(jù)權(quán)利要求1～20中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分是不露出部分的接頭，檢測(cè)對(duì)象位置是接頭本身的位置。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于根據(jù)接收裝置接收的電磁波電平推斷檢查對(duì)象的接頭的狀態(tài)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于通過(guò)由接收裝置接收從檢查對(duì)象的接頭泄漏的電磁波而檢測(cè)出接頭的位置后，根據(jù)接收的電磁波電平推斷接頭的狀態(tài)。
43.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于一面使發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道內(nèi)移動(dòng)，一面發(fā)送頻率低于將管道作為電磁波波導(dǎo)時(shí)的截止頻率的電磁波，同時(shí)使接收裝置的接收天線配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而移動(dòng)，接收泄漏的電磁波以進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波電平達(dá)到峰值時(shí)發(fā)送天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
44.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于一面使發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著管道移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)的外部發(fā)送頻率低于將管道作為電磁波波導(dǎo)時(shí)的截止頻率的電磁波，同時(shí)使接收裝置的接收天線配合著發(fā)送天線的移動(dòng)而在管道內(nèi)移動(dòng)，接收從外部進(jìn)入的電磁波以進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)的接收天線的位置，檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)組成部分的對(duì)象位置。
45.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將在與軸正交的方向上具有定向性的多個(gè)輻射部沿軸向連接構(gòu)成的長(zhǎng)的發(fā)送天線插入檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的檢查對(duì)象范圍并由發(fā)送裝置從管道內(nèi)輻射電磁波，同時(shí)使接收裝置的接收天線在管道系統(tǒng)的外部沿著上述檢查對(duì)象范圍的管道移動(dòng)，接收泄漏的電磁波而進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)的接收天線位置檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分的對(duì)象位置。
46.一種管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于將在與軸正交的方向上具有定向性的多個(gè)輻射部沿軸向連接構(gòu)成的長(zhǎng)的接收天線插入檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道的檢查對(duì)象范圍并與接收裝置連接，同時(shí)使發(fā)送裝置的發(fā)送天線一面在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的外部沿著上述檢查對(duì)象范圍移動(dòng)，一面從管道系統(tǒng)的外部發(fā)送電磁波，并由接收裝置接收從外部進(jìn)入管道內(nèi)的電磁波以進(jìn)行管道系統(tǒng)的組成部分的檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波的電平達(dá)到峰值時(shí)發(fā)送天線的位置檢測(cè)出檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分的對(duì)象位置。
47.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于長(zhǎng)的天線采用在與軸正交方向上調(diào)節(jié)了定向性后的長(zhǎng)的螺旋形天線。
48.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于長(zhǎng)的天線采用漏泄同軸電纜。
49.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于長(zhǎng)的天線采用對(duì)絞形漏泄電纜。
50.根據(jù)權(quán)利要求43～46中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于對(duì)由發(fā)送裝置發(fā)出的電磁波進(jìn)行調(diào)制。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于電磁波以人們可以識(shí)別的信息信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
52.根據(jù)權(quán)利要求43～46中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于接收裝置接收泄漏電磁波可在發(fā)送裝置的電磁波的激勵(lì)ON的狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)也可在發(fā)送裝置的電磁波激勵(lì)暫時(shí)OFF的狀態(tài)下進(jìn)行，通過(guò)將OFF時(shí)的接收信號(hào)與ON時(shí)的接收信號(hào)進(jìn)行比較，識(shí)別泄漏的電磁波。
53.根據(jù)權(quán)利要求43～46中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于在發(fā)送裝置中設(shè)置了調(diào)整從其發(fā)出的電磁波強(qiáng)度的調(diào)整裝置。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于調(diào)整裝置根據(jù)接收裝置接收的電平進(jìn)行調(diào)整。
55.根據(jù)權(quán)利要求43～46中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分是管道，檢測(cè)對(duì)象位置是在管道上發(fā)生的腐蝕孔等損傷部位。
56.根據(jù)權(quán)利要求43～46中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的組成部分是不露出部分的接頭，檢測(cè)對(duì)象位置是接頭本身的位置。
57.根據(jù)權(quán)利要求43～46中任何一項(xiàng)所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于根據(jù)接收裝置接收的電磁波電平推斷檢查對(duì)象的接頭的狀態(tài)。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢查方法，其特征在于通過(guò)由接收裝置接收從檢查對(duì)象的接頭泄漏的電磁波而檢測(cè)出接頭的位置后，根據(jù)接收的電磁波電平推斷接頭的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明由發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對(duì)象管道系統(tǒng)的管道內(nèi)激勵(lì)電磁波并使其在管內(nèi)傳播，同時(shí)使接收裝置的接收天線在外部沿著管道移動(dòng)，接收泄漏的電磁波而對(duì)管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波電平達(dá)到峰值時(shí)接收天線的位置檢測(cè)出檢查對(duì)象管道上發(fā)生的腐蝕孔或裂紋等損傷部位或接頭等的位置?？墒拱l(fā)送天線在外部沿著管道移動(dòng)，而將接收天線配置在管道的適當(dāng)部位。并且，可以一面使發(fā)送天線、接收天線雙方同步移動(dòng)一面進(jìn)行上述檢查。
文檔編號(hào)G01N22/02GK1141673SQ9519163
公開(kāi)日1997年1月29日 申請(qǐng)日期1995年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者陶山毅一, 今岡隆司 申請(qǐng)人:東京瓦斯株式會(huì)社