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JPH0621837B2 - Gas leak detection method for gas lines - Google Patents

Gas leak detection method for gas lines

Info

Publication number
JPH0621837B2
JPH0621837B2 JP61055525A JP5552586A JPH0621837B2 JP H0621837 B2 JPH0621837 B2 JP H0621837B2 JP 61055525 A JP61055525 A JP 61055525A JP 5552586 A JP5552586 A JP 5552586A JP H0621837 B2 JPH0621837 B2 JP H0621837B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
data
pressure
leakage
differential pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61055525A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62211536A (en
Inventor
秀和 堀籠
靖典 大西
信一 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
Priority to JP61055525A priority Critical patent/JPH0621837B2/en
Publication of JPS62211536A publication Critical patent/JPS62211536A/en
Publication of JPH0621837B2 publication Critical patent/JPH0621837B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス配管やプラント・ガスパイプライン等の
ガス漏れ等の異常を検知するガスラインのガス漏洩検知
方法に係わり、特に微少な圧力変動から確実にガス漏れ
等の異常を検知できるガスラインのガス漏洩検知方法に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas leak detection method for a gas line for detecting an abnormality such as a gas leak in a gas pipe, a plant or a gas pipeline, and particularly a minute pressure fluctuation. The present invention relates to a gas leak detection method for a gas line that can reliably detect an abnormality such as a gas leak.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be Solved by Prior Art and Invention]

パイプラインの破損,破壊等により漏洩する流体には液
体のほかガス等が挙げられる。前者に関係する液体輸送
システムは、パイプの内部に所定の圧力を加えて油等の
液体を所定の場所へ輸送するときに使用される。この液
体輸送システムはパイプラインからの油の漏洩を検知す
る目的から各種の液体漏洩検知方法が開発され、かつ、
実際にパイプラインに使用されている。ところで、この
ようなシステムでは、パイプラインから液体が漏洩した
とき、その漏洩点から上流点,中間点および下流点では
通常第8図に示すような圧力変動が生じている。従っ
て、同図から明らかなように、上流点1ではその液体漏
洩開始時stおよび漏洩終了時enに比較的大きな圧力
変動が生じ、中間点2および下流点3へ伝播し、このた
め比較的簡単、かつ、確実に液体の漏洩を検知できる。
これは、液体が非圧縮性流体であるため、圧力変化によ
らず体積がほぼ一定であること、換言すればごく僅かの
物質移動でも圧力が低下するために検出し易いことによ
る。このような先行技術として、特開昭51−1511
80号公報、米国特許第3,962,905号明細書お
よび特開昭59−24320号公報などがある。
Fluids that leak due to breakage or destruction of pipelines include liquids and gases. The liquid transfer system related to the former is used when a predetermined pressure is applied to the inside of a pipe to transfer a liquid such as oil to a predetermined place. In this liquid transportation system, various liquid leakage detection methods have been developed for the purpose of detecting oil leakage from the pipeline, and
It is actually used in the pipeline. By the way, in such a system, when the liquid leaks from the pipeline, pressure fluctuations normally occur at the upstream point, the intermediate point and the downstream point from the leak point as shown in FIG. Therefore, as is clear from the figure, at the upstream point 1, relatively large pressure fluctuations occur at the liquid leakage start st and at the liquid leakage end en and propagate to the intermediate point 2 and the downstream point 3 and are therefore relatively simple. In addition, the leakage of the liquid can be reliably detected.
This is because the liquid is an incompressible fluid, so that the volume is almost constant regardless of the pressure change, in other words, the pressure decreases even with a very slight mass transfer, and thus it is easy to detect. Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-1511 discloses such a prior art.
80, U.S. Pat. No. 3,962,905, and JP-A-59-24320.

これに対し、ガスの漏洩検知の場合にはそれほど簡単で
はない。その理由として2つ考えられる。その1つは、
ガスは圧縮性の流体であるためパイプラインの内部でガ
スのラインパック量にダイナミックな変動が生じている
ためである。言い換えると、圧力とガスの密度が比例関
係にあるので、圧力の低下は物質移動によって起こる。
このことは、ガス漏洩が起こっても、測定位置でのガス
密度が低下しない限り、圧力が低下しないことを意味す
る。従って、例えばパイプライン一端でガス圧力または
ガス流量等の変化が生じても、パイプラインの他端にそ
の影響が現われるのにかなりの時間がかかり、しかも、
その圧力等の変化の影響はパイプライン内を伝播する途
中で減衰,拡散され、かなりなまった圧力変化の形で到
達する。さらに、その影響は常に一定の時間遅れをもっ
て現われるものではない。従って、ガス漏洩を検知する
ことは非常に大変なことである。
On the other hand, gas leak detection is not so easy. There are two possible reasons. One of them is
This is because the gas is a compressible fluid, and the amount of line pack of the gas dynamically changes inside the pipeline. In other words, the pressure drop is caused by mass transfer because the pressure and the gas density are in a proportional relationship.
This means that even if a gas leak occurs, the pressure does not decrease unless the gas density at the measurement position decreases. Therefore, for example, even if the gas pressure or the gas flow rate changes at one end of the pipeline, it takes a considerable time for the influence to appear at the other end of the pipeline, and
The influence of the change in the pressure and the like is attenuated and diffused while propagating in the pipeline, and arrives in the form of a considerably changed pressure. Furthermore, the effect does not always appear with a fixed time delay. Therefore, detecting gas leakage is very difficult.

他の1つは、パイプラインの破損によってガスが漏洩し
ても、それに伴うガス圧力等の変化は液体に比べて信号
レベル的に非常に小さく、かつ、ガス圧力等の減衰,拡
散が激しく、プラントの通常操業下で生じている様々な
ガス圧力等の変化と識別することが難しい。
The other one is that even if the gas leaks due to the breakage of the pipeline, the change in the gas pressure accompanying it is very small compared to the liquid level in terms of signal level, and the attenuation and diffusion of the gas pressure is severe, It is difficult to distinguish from various changes in gas pressure and the like that occur under normal plant operation.

従って、ガスの漏洩検知は、以上のような特殊要因が存
在することから、前記液体漏洩検知方法をそのままガス
漏洩検知方法に適用すると、プラントの操業時に頻繁に
誤警報が発生し、その度にプラントの操業停止を余儀な
くされ、実際にガス漏洩が発生したときにそれを見過ご
したりして大きな事故を引き起す危険があった。
Therefore, since the gas leak detection has the above-mentioned special factors, if the liquid leak detection method is directly applied to the gas leak detection method, a false alarm is frequently generated during the operation of the plant, and each time, the gas leak detection method occurs. The plant had to be shut down, and there was a risk of causing a major accident by overlooking the gas leak when it actually occurred.

そこで、従来、液体の漏洩検知とは異なるガス特有の性
質に根差した幾つかのガス漏洩検知方法が採用または提
案されている。以下、それらについて簡単に説明する。
Therefore, conventionally, some gas leakage detection methods have been adopted or proposed, which are rooted in gas-specific properties different from liquid leakage detection. These will be briefly described below.

その1つは、漏洩したガス成分を測定してガス漏洩と
判断するガス検知器を使用する方法であり、これは現在
のガス漏洩検知方法の主流を占めている。即ち、このガ
ス検知器は、ヤード内であれば漏洩ガスの浮遊する確率
の高い場所に設置し、ガスパイプラインであればバルブ
ハウス内に設置し、あるいは巡回用パトロールカーの場
合にはそれに搭載し、ガス漏洩の有無を検知している。
しかし、このガス漏洩検知方法は、パトロールカーによ
る監視を除けば多数のガス検知器を設置する必要がある
ために例えばプラントの場合には実現性の点で問題があ
り、またパトロールカーによる監視を含めてプラント全
体を監視する場合には不向きなものである。
One of them is a method of using a gas detector that measures a leaked gas component and judges that there is a gas leak, and this is the mainstream of current gas leak detection methods. That is, this gas detector is installed in a place where leakage gas is likely to float in the yard, in a valve house in the case of a gas pipeline, or in a patrol car for patrol. , The presence of gas leakage is detected.
However, this gas leakage detection method has a problem in feasibility, for example, in the case of a plant because it is necessary to install a large number of gas detectors except for monitoring by a patrol car, and monitoring by a patrol car is also necessary. It is not suitable for monitoring the entire plant including the above.

他の1つ方法は、ガス漏洩時、ガス漏洩孔で漏洩音を
発生することに着目し、この漏洩音を可搬式マイクロホ
ンで検知する方法である。このガス漏洩検知方法は、ガ
ス漏洩孔から近い場所に可搬式マイクロホンを設置する
場合はともかく、ガス漏洩孔から離れるに従ってガス漏
洩を検知することが非常に難しくなり、この手段につい
ても実用性および信頼性の点で問題である。
Another method is a method in which leakage noise is generated at the gas leakage hole when gas leaks, and the leakage noise is detected by a portable microphone. This gas leakage detection method becomes extremely difficult to detect gas leakage as it moves away from the gas leakage hole, regardless of the case where a portable microphone is installed near the gas leakage hole. It is a problem in terms of sex.

さらに、他のもう1つの方法は、ガス・パイプライン
の発基地,着基地またはパイプラインの途中に圧力検知
器を設け、この圧力検知器で検知した圧力と予め設定し
た上・下限設定値とを比較し、ガス漏洩を検知するもの
である。また米国特許3,962,905号明細書で
は、ガスの漏洩量と圧力降下の関係から、圧力降下速度
が所定量を越える場合、リークが発生したと判断するシ
ステムである。このガス漏洩検知方法は、間接的にガス
の漏洩を判断するものであるが、大量にガスが漏洩して
いなければ検知できない問題がある。
Yet another method is to install a pressure detector at the origin or destination of the gas pipeline or in the middle of the pipeline, and set the pressure detected by this pressure detector and the preset upper and lower limit set values. To detect gas leakage. In addition, US Pat. No. 3,962,905 is a system that determines that a leak has occurred when the pressure drop rate exceeds a predetermined amount from the relationship between the gas leak amount and the pressure drop. Although this gas leakage detection method indirectly determines gas leakage, it has a problem that it cannot be detected unless a large amount of gas leaks.

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ガス漏洩に
より生じる微少な圧力変化を例えばプラント操業下で生
じる圧力変動と確実に区別して検知し得るようにし、ま
た、種々の条件を加味しつつ適切なデータに基づいて正
確、かつ、迅速にガス漏洩を検知し得るガスラインのガ
ス漏洩検知方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables minute pressure changes caused by gas leakage to be reliably detected by being distinguished from pressure fluctuations that occur during plant operation, for example, while also adding various conditions. An object of the present invention is to provide a gas leak detection method for a gas line that can accurately and quickly detect gas leaks based on appropriate data.

〔問題点を解決するための手段および作用〕[Means and Actions for Solving Problems]

そこで、本発明によるガスラインのガス漏洩検知方法に
よれば、ガス配管上の流体抵抗部を挟んで当該ガス配管
内のガス媒体を介して得られる先頭波による圧力変動を
測定することにより両測定圧力の差圧を求めた後、この
差圧データを時系列的に統計処理し、過去の複数のデー
タの統計量と少なくとも今回データまたは今回データを
含む統計量との差が予め定められた設定値を越えたと
き、ガス媒体の漏洩と判断するものである。
Therefore, according to the gas leak detection method for a gas line according to the present invention, both measurements are performed by measuring the pressure fluctuation due to the leading wave obtained via the gas medium in the gas pipe across the fluid resistance portion on the gas pipe. After the pressure difference is calculated, this pressure difference data is statistically processed in time series, and the difference between the statistical amount of the past plural data and at least the present data or the statistical amount including the present data is set in advance. When it exceeds the value, it is judged that the gas medium leaks.

そして、前記統計処理にあっては、ガス漏洩に関する異
なる圧力性変化を把握するための3つの統計演算アルゴ
リズムに基づいて演算処理を実施し、或いは3つの統計
演算アルゴリズムの中から予め定めた少なくとも最適な
1つ以上の統計演算アルゴリズムを選択して演算処理を
実施することにある。
In the statistical processing, the arithmetic processing is carried out based on three statistical arithmetic algorithms for grasping different pressure characteristic changes related to gas leakage, or at least the optimum one predetermined among the three statistical arithmetic algorithms is selected. One or more statistical arithmetic algorithms are selected to perform arithmetic processing.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明方法を適用した装置の一実施例について図
面を参照して説明する。第1図はガスライン11を含ん
だガス漏洩検知装置の全体構成を示す図である。本装置
においてはガス漏洩点12に圧力検知器13が設置でき
るものであれば、第2図から明らかなようにガス漏洩開
始時st1に比較的大きな圧力変動がとらえられるが、
ガス漏洩点12より下流側の離れた位置に圧力検知器1
4を設置した場合、第3図に示すように徐々に圧力が低
下するだけで、ガス漏洩と判断するのに時間がかかる。
An embodiment of an apparatus to which the method of the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a gas leakage detection device including a gas line 11. In this device, if the pressure detector 13 can be installed at the gas leak point 12, a relatively large pressure fluctuation can be detected at st1 at the start of gas leak, as is clear from FIG.
The pressure detector 1 is located at a position distant from the gas leak point 12 on the downstream side.
In the case where No. 4 is installed, the pressure only gradually decreases as shown in FIG.

一方、ガス漏洩点12の下流側に設置されている流路低
抗体として機能する弁15の両端から圧力変動を取り込
む様に差圧検出器16を設けて差圧を検出すると、第4
図に示すようにガス漏洩開始後st2に先頭波による圧
力ダウンによって比較的大きな差圧を発生することが確
認された。従って、本方法におけるガス検知手段として
は、ガス漏洩点12より上流側および下流側の何れか一
方または両方に圧力検知器14を設置してガス圧力を検
知するか、あるいはガス流量計を設置して流量を検知し
てもよいが、望ましくはガス漏洩点12の上流側および
下流側の何れか一方または両方に設置されている弁15
の上流側と下流側を結ぶラインに差圧検出器16を設置
し、差圧を検知することが有効である。
On the other hand, when the differential pressure detector 16 is provided so as to capture the pressure fluctuations from both ends of the valve 15 functioning as the flow path low antibody which is installed on the downstream side of the gas leak point 12, the fourth pressure difference is detected.
As shown in the figure, it was confirmed that a relatively large differential pressure is generated due to the pressure reduction due to the leading wave at st2 after the start of gas leakage. Therefore, as the gas detecting means in this method, the pressure detector 14 is installed on either one or both of the upstream side and the downstream side of the gas leak point 12 to detect the gas pressure, or a gas flow meter is installed. Although the flow rate may be detected by the valve 15, it is desirable that the valve 15 is installed on one or both of the upstream side and the downstream side of the gas leak point 12.
It is effective to install the differential pressure detector 16 on the line connecting the upstream side and the downstream side of the above to detect the differential pressure.

17はA/D変換手段であって、これは圧力,流量等の
ガス漏洩に関係する微少信号または差圧検知器16から
出力される微少な差圧検知信号を所定の増幅度で増幅
し、かつ、その増幅出力値に比例するディジタル信号に
変換して出力し、インターフェイス18へ送出する。1
9はシーケンスプログラムまたは外部からの指令に基づ
いて所定の演算処理並びに必要な構成要素を制御するC
PUである。このCPU19からはバス20が導出さ
れ、これに前記インターフェイス18のほか、ROM
(リード・オンリー・メモリ)21,RAM(ランダム
・アクセス・メモリ)22および入出力バッファ23等
が接続されている。前記ROM21は、シーケンスプロ
グラムや計算のための固定定数、更にはガス漏洩に関す
る異なる圧力特性変化を把握するために例えば3つのガ
ス漏洩検知アルゴリズムA1〜A3等が記憶されてい
る。因みに、各アルゴリズムA1〜A3について例を上
げると、 の通りである。ここで、Pは差圧検知信号、iはi回目
のサンプリング、Δtは任意の演算周期、Cは後述する
判断手段でガス漏洩と判断する為の設定値である。すな
わち、アルゴリズムA1は、n回前から前回までのサン
プリングデータの平均値と今回サンプリングデータとの
比較であり、前回までの平均データからの今回データの
差圧ずれを表わす。アルゴリズムA2は、n回前からm
回前までの平均値と(m+1)回前から今回までの平均
値との比較であり、過去平均値と今回平均値の差圧値を
表わす。アルゴリズムA3は、n回前から前回までのサ
ンプリングデータと今回のサンプリングデータとを個々
に比較し、その論理積(AND)または論理和(OR)
を得るものである。ここで、論理積は、 (Pi-n −Pi )/Δt>C AND (Pi-(n-1) −Pi /Δt>C AND (Pi-(n-2) −Pi /Δt>C AND …… AND (Pi-1 −Pi )/Δt>C で表わし、これはある一定時間内の過去の複数の個々の
データと今回データとの差(圧力差)の変化値が全て設
定値Cを越えたときにガス漏洩と判断することを意味す
る。
Reference numeral 17 denotes an A / D conversion means, which amplifies a minute signal related to gas leakage such as pressure and flow rate or a minute differential pressure detection signal output from the differential pressure detector 16 by a predetermined amplification degree, In addition, the signal is converted into a digital signal proportional to the amplified output value, output, and sent to the interface 18. 1
Reference numeral 9 is a sequence program or C for controlling predetermined arithmetic processing and necessary components based on an external command.
It is PU. A bus 20 is derived from this CPU 19, and in addition to the interface 18, a ROM
A (read only memory) 21, a RAM (random access memory) 22, an input / output buffer 23, etc. are connected. The ROM 21 stores, for example, fixed constants for sequence programs and calculations, as well as three gas leakage detection algorithms A1 to A3 for grasping different pressure characteristic changes related to gas leakage. Incidentally, if an example is given about each algorithm A1-A3, Is the street. Here, P is a differential pressure detection signal, i is the i-th sampling, Δt is an arbitrary calculation cycle, and C is a set value for judging gas leakage by the judgment means described later. That is, the algorithm A1 is a comparison between the average value of the sampling data from n times before to the previous time and the current sampling data, and represents the differential pressure deviation of the current data from the average data up to the previous time. Algorithm A2 has been used m times before n times.
This is a comparison between the average value up to the previous time and the average value from (m + 1) times before to the present time, and represents the differential pressure value between the past average value and the current time average value. The algorithm A3 individually compares the sampling data from n times before to the previous time and the sampling data of this time, and performs a logical product (AND) or a logical sum (OR).
Is what you get. Here, conjunct, (P in -P i) / Δt> C AND (P i- (n-1) -P i / Δt> C AND (P i- (n-2) -P i / Δt > C AND ...... AND (P i-1 −P i ) / Δt> C, which is the change value of the difference (pressure difference) between a plurality of past individual data and the current data within a certain fixed time. This means that when all the values exceed the set value C, it is judged that there is a gas leak.

一方、論理和は、 (Pi-n −Pi )/Δt>C OR (Pi-(n-1) −Pi /Δt>C OR (Pi-(n-2) −Pi /Δt>C OR …… OR (Pi-1 −Pi )/Δt>C で表わし、これはある一定時間内の過去の複数の個々の
データと今回データとの差(圧力差)の変化値のうち、
何れか1つの変化値が設定値を越えたときにガス漏洩と
判断することを意味する。
On the other hand, the logical sum is (P in -P i ) / Δt> C OR (P i- (n-1) -P i / Δt> C OR (P i- (n-2) -P i / Δt> C OR …… OR (P i-1 −P i ) / Δt> C, which is the change value of the difference (pressure difference) between a plurality of past individual data and the current data within a certain fixed time. ,
This means that gas leakage is judged when any one of the change values exceeds the set value.

これらのアルゴリズムA1〜A3はスナップスイッチそ
の他一般的に使用するキーボード等の入力キー24から
前記入出力バッファ23を通ってCPU19により読み
込まれて選択される。前記RAM22は演算処理結果の
データや相手側子局より到来する伝送データ等を一時記
憶するものである。25は出力装置であって、非常に簡
単な手段としては例えばガス漏洩その他の異常を表示す
るランプが設けられ、更に必要に応じて文字,図形等の
画像を表示するCRTディスプレイ、更には印字装置等
が設けられるものである。要は、CPUの処理能力,プ
ログラム,価格等の諸条件を考慮して選択使用される。
These algorithms A1 to A3 are read and selected by the CPU 19 through the input / output buffer 23 from an input key 24 such as a snap switch or a keyboard generally used. The RAM 22 temporarily stores the data of the arithmetic processing result, the transmission data coming from the partner side slave station, and the like. An output device 25 is a very simple means, for example, provided with a lamp for displaying gas leakage and other abnormalities, and further, a CRT display for displaying images such as characters and figures, and a printing device. Etc. are provided. In short, it is selected and used in consideration of various conditions such as CPU processing capacity, program, and price.

26はバス20に接続される入出力バッファ27を経由
してCPU19から制御データが入力され、このデータ
に基づいて弁15を制御する弁制御部である。また、バ
ス20にはインターフェイス28を介して子局の機能を
有するテレコンテレメータ30を接続することが可能で
ある。なお、子局30は、本発明装置ごとにそれぞれ設
置され、各子局からのデータは親局(図示せず)へ伝送
され、あるいは親局より各子局30へ送られてくる必要
なデータを受信するようになっている。そして、親局
は、図示されていないがホストコンピュータと接続さ
れ、ここでプラント全体の動作状態を把握し、かつ、必
要なデータ処理を行い、操作盤に備える表示部に必要な
データ等を映し出して監視可能にするとともに、その監
視結果に基づいてライン全体の制御を行うものである。
A valve control unit 26 receives control data from the CPU 19 via the input / output buffer 27 connected to the bus 20 and controls the valve 15 based on this data. Further, a telecontelemeter 30 having a slave station function can be connected to the bus 20 via an interface 28. The slave station 30 is installed in each device of the present invention, and the data from each slave station is transmitted to the master station (not shown) or necessary data sent from the master station to each slave station 30. To receive. Although not shown, the master station is connected to a host computer, where the operating status of the entire plant is grasped, necessary data processing is performed, and necessary data and the like are displayed on a display unit provided on the operation panel. In addition to enabling monitoring, the entire line is controlled based on the monitoring result.

次に、先ず、本発明方法を機能的に大きく分けると第5
図に示す様な処理を行う。即ち、ガスライン11のガス
圧力,ガス流量または差圧を検知する検知手段A、デー
タサンプリング手段B、データ更新処理手段C、相対値
値データ演算手段D、その相対値データに基づいてガス
漏洩の有無や必要に応じてガス漏洩場所等を判断する判
断手段Eとを有し、その他、付随的には前記相対値デー
タや判断手段Eで判断された結果データをテレコンテレ
メータ30を介して親局へ伝送するための伝送制御手段
F、相対値データや判断結果のデータを弁制御部26へ
送ってライン制御を行うライン制御手段Gおよびガス圧
力,ガス流量または差圧等の検知系の故障の有無を診断
する診断手段Hを有するものである。
Next, the function of the method of the present invention can be roughly divided into the following.
The processing shown in the figure is performed. That is, the gas pressure, the gas flow rate or the differential pressure of the gas line 11, the detection means A, the data sampling means B, the data update processing means C, the relative value data calculation means D, and the gas leakage based on the relative value data. It has a judging means E for judging the existence or nonexistence of a gas leakage place and the like, and additionally, the relative value data and the result data judged by the judging means E are incidentally supplied to the master station via the telecontelemeter 30. Transmission control means F for transmitting to the valve control section 26, line control means G for sending line data to the valve control section 26 by transmitting relative value data and determination result data, and failure of detection system such as gas pressure, gas flow rate or differential pressure. It has a diagnostic means H for diagnosing the presence or absence.

具体的には、前記検知手段Aおよびサンプリング手段B
は、例えば差圧検知器16等によって検知されたディジ
タル的な差圧検知信号をクロックを用いて所定の周期で
順次サンプリングする機能である。この所定の周期は例
えば次のようにして定められる。つまり、差圧を含む圧
力検知は、検知器の設置箇所を一瞬に通過する一過性の
圧力波変動を検知しなければならず、しかも、プラント
等の通常操業下で生じる圧力変動の影響を極力低減して
検知しなければならない。漏洩発生時に発生する圧力変
動はパイプラインの圧力,内径,漏洩量等により違いが
あるが、数値解析的または実験的には通常操業時とガス
漏洩時との圧力変動の比較を行うことにより、通常操業
下での圧力変動の影響を殆んど受けないサンプリング周
期の上限と一過性の微少圧力変動を確実に検知できるサ
ンプリング周期の下限が知ることができる。従って、サ
ンプリング周期は後段の構成要素のデータ処理分解能と
の関係で定められるが、好ましくは以上のサンプリング
周期を目安にサンプリングすることが望ましい。
Specifically, the detection means A and the sampling means B
Is a function of sequentially sampling a digital differential pressure detection signal detected by the differential pressure detector 16 or the like at a predetermined cycle using a clock. This predetermined cycle is determined as follows, for example. In other words, pressure detection including differential pressure must detect transient pressure wave fluctuations that instantaneously pass through the installation location of the detector, and moreover, the effects of pressure fluctuations that occur during normal operation of a plant, etc. It is necessary to detect as much as possible. The pressure fluctuations that occur when a leak occurs vary depending on the pipeline pressure, inner diameter, leak amount, etc., but by numerically or experimentally comparing the pressure fluctuations during normal operation and gas leakage, It is possible to know the upper limit of the sampling period that is hardly affected by the pressure fluctuation under normal operation and the lower limit of the sampling period that can reliably detect the transient minute pressure fluctuation. Therefore, the sampling cycle is determined in relation to the data processing resolution of the constituent elements in the subsequent stage, but it is desirable to perform sampling with the above sampling cycle as a guide.

次に、前記データ更新処理手段Cは、前記サンプリング
手段Bでサンプリングされたデータを順次更新しRAM
22のテーブルに格納するが、そのときの更新はデータ
格納エリア容量および何れの漏洩検知アルゴリズムを用
いて相対値データを求めるかによって定められる。
Next, the data update processing means C sequentially updates the data sampled by the sampling means B and updates the RAM.
The data is stored in the table 22. The update at that time is determined by the capacity of the data storage area and which leak detection algorithm is used to obtain the relative value data.

前記相対値データ演算手段Dは、複数の漏洩検知アルゴ
リズムの中からオペレータの欲する漏洩検知アルゴリズ
ムを選択し、これに基づいてROM21およびRAM2
2から必要なデータを読み出してアルゴリズムに従って
処理を行い、相対値データを求める機能を持っている。
The relative value data calculating means D selects the leak detection algorithm desired by the operator from a plurality of leak detection algorithms, and based on this, the ROM 21 and the RAM 2 are selected.
It has a function to read out necessary data from 2 and perform processing according to an algorithm to obtain relative value data.

前記判断手段Eは、各ガス漏洩検知アルゴリズムに応じ
て定める上限および下限の設定値またはそれらの何れか
1つを用い、更には過去の経験的なデータに基づいて相
対値データと比較し、ガス漏洩の有無を判断する。ま
た、この判断手段Eは、検知系診断手段Hから出力する
診断結果のデータを受けて伝送制御手段Fおよび弁制御
手段Gへ必要なデータを送出するものである。更に、こ
れらのデータを用いて必要に応じてガス漏洩場所の判断
を行うことができる。つまり、ガス漏洩の発生によって
生じる圧力波は、ガス漏洩点の上流側および下流側へ各
々ほぼ(音速−ガス流速)および(音速+ガス流速)で
伝播するので、予め知り得る間隔Lをもって複数の圧力
または差圧検知器を設置しておけば、各検知器の圧力波
検知時間間隔ΔT等から L=a+b ΔT={a/(音速−ガス流速)} −{b/(音速+ガス流速)} の連立方程式により簡単にガス漏洩発生地点を推定でき
るものである。aおよびbはガス漏洩点から検知器設置
場所までの距離である。
The determination means E uses the upper limit and the lower limit set values or any one of them set according to each gas leakage detection algorithm, and further compares them with relative value data based on past empirical data, Determine if there is a leak. Further, the judgment means E receives the data of the diagnosis result output from the detection system diagnosis means H and sends the necessary data to the transmission control means F and the valve control means G. Furthermore, these data can be used to determine the location of gas leaks as needed. That is, the pressure wave generated by the occurrence of gas leakage propagates to the upstream side and the downstream side of the gas leakage point at approximately (sonic velocity-gas flow velocity) and (sonic velocity + gas flow velocity), respectively. If a pressure or differential pressure detector is installed, L = a + b ΔT = {a / (sonic velocity-gas velocity)}-{b / (sonic velocity + gas velocity) from the pressure wave detection time interval ΔT of each detector. } It is possible to easily estimate the gas leakage occurrence point by the simultaneous equations of. a and b are the distances from the gas leakage point to the detector installation location.

次に、本発明方法を適用した装置の動作を説明する。差
圧検知器16等によって検知された差圧検知信号がA/
D変換手段17に送られ、ここで所定の増幅度で増幅さ
れ、かつ、ディジタルデータに変換された後、複数ビッ
トラインを用いてインターフェイス18を経由してバス
20へ送られる。このとき、CPU19は、例えば1se
c 周期のクロックを用いてバス20上の差圧検知データ
をサンプリングし、RAM22のテーブルに格納されて
いる既知データを順次更新しながら記憶していく。従っ
て、通常、ガス漏洩点12の上流側に設置された差圧検
知器で生の信号をとらえると、第6図に示す雑音を含ん
だ信号が検知されるが、サンプリング手段Bではそれを
間引く処理も同時に行っている。
Next, the operation of the apparatus to which the method of the present invention is applied will be described. The differential pressure detection signal detected by the differential pressure detector 16 or the like is A /
The data is sent to the D conversion means 17, where it is amplified by a predetermined amplification degree and converted into digital data, and then sent to the bus 20 via the interface 18 using a plurality of bit lines. At this time, the CPU 19 determines, for example, 1se.
The differential pressure detection data on the bus 20 is sampled using the clock of the c cycle, and the known data stored in the table of the RAM 22 is sequentially updated and stored. Therefore, normally, when a raw signal is detected by a differential pressure detector installed upstream of the gas leak point 12, a signal including noise shown in FIG. 6 is detected, but the sampling means B thins it out. Processing is also done at the same time.

しかして、CPU19は、差圧検知データを所定の周期
で順次サンプリングしていくが、このサンプリングデー
タごとに次のような処理を行う。予め入力キー24から
所望とするガス漏洩アルゴリズムを指定するが、途中の
データ処理過程で逐次アルゴリズムの指定替えを行う場
合もある。この指定は例えばアルゴリズムA1は比較的
に漏洩有無の処理時間が速い。アルゴリズムA2はノイ
ズに強いが処理時間を必要とする。このようにラインの
状態およびプラントの重要性等を考慮しつつ過去の経験
等を踏まえてアルゴリズムの指定が行われる。そうする
と、例えばCPU19はその指定にしたがってROM2
1からガス漏洩アルゴリズム例えばA2を読み出し選択
し、サンプリングごとにn回前からm回前までの平均値
と(m+1)回前から今回までの平均値との比較を行っ
て過去平均値と今回平均値の差圧差を求める。第7図は
一例としてアルゴリズムA2によって求めた相対値デー
タを順次プロットして得られた図である。そして、この
ようにして求められた相対値データは判断手段Eにより
判断される。この判断手段Eは、前記漏洩判断設定値c
である上限設定値Vuと下限設定値Vdとを有し、各サ
ンプリングごとに求めた相対値データと比較し、各設定
値Vu,Vdを越えたときガスが漏洩していると判断
し、必要な構成要素例えば出力装置25でその旨を表示
し、または入出力バッファ27を通して弁制御26を含
むライン制御手段Gにより調節弁15を開塞する等を行
い、また入出力バッファ27からテレコンテレメータ3
0に指令を与え、これを受けてテレコンテレメータ30
は判断手段Eからのデータをインターフェイス28を介
して取り込んで、親局(図示せず)へ所望の信号に変換
して伝送する。
Then, the CPU 19 sequentially samples the differential pressure detection data at a predetermined cycle, and performs the following processing for each sampling data. A desired gas leakage algorithm is designated in advance from the input key 24, but the designation of the algorithm may be sequentially changed in the course of data processing in the middle. In this designation, for example, the algorithm A1 has a relatively short processing time for presence / absence of leakage. Algorithm A2 is resistant to noise, but requires processing time. In this way, the algorithm is specified based on past experience and the like while considering the state of the line and the importance of the plant. Then, for example, the CPU 19 causes the ROM 2 to follow the designation.
A gas leakage algorithm such as A2 is read out from 1 and selected, and the average value from n times before to m times before and the average value from (m + 1) times before to this time are compared for each sampling, and the past average value and the current average value are compared. Calculate the pressure difference. FIG. 7 is a diagram obtained by sequentially plotting the relative value data obtained by the algorithm A2 as an example. Then, the relative value data thus obtained is judged by the judging means E. This judgment means E is the leakage judgment set value c.
The upper limit set value Vu and the lower limit set value Vd, which are compared with the relative value data obtained for each sampling, and when the set values Vu and Vd are exceeded, it is determined that the gas is leaking, and it is necessary. Such a component is displayed on the output device 25, or the control valve 15 is opened and closed by the line control means G including the valve control 26 through the input / output buffer 27.
0 is given a command, and in response to this, the telecontelemeter 30
Takes in the data from the judging means E through the interface 28, converts it into a desired signal and transmits it to the master station (not shown).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳記したように本発明方法によれば、ガス配管上に
設置されている流路抵抗体を挟んで差圧を求めるので、
前記ガス配管の破損,破壊等の異常に起因して当該ガス
配管内のガス媒体を介して伝播する圧力波の先頭波を正
確、かつ、迅速に検知できるとともに、高い分解能によ
り検知できる。差圧データを時系列的に統計処理するこ
とにより、大漏洩ばかりでなく、ノイズを含む小さな漏
洩であっても、そのノイズに影響されずに漏洩に起因す
る信号を選択して正確に漏洩の有無を判断できる。
As described in detail above, according to the method of the present invention, since the pressure difference is obtained by sandwiching the flow path resistor installed on the gas pipe,
The leading wave of the pressure wave propagating through the gas medium in the gas pipe due to an abnormality such as damage or breakage of the gas pipe can be detected accurately and quickly, and can be detected with high resolution. By statistically processing the differential pressure data in time series, not only large leaks but also small leaks containing noise can be accurately selected by selecting the signal caused by the leak without being affected by the noise. You can judge the existence.

従って、ガスラインをもつプラントの安全対策および環
境上の面からも非常に有効なガスラインのガス漏洩検知
方法を提供できる。
Therefore, it is possible to provide a gas leak detection method for a gas line which is very effective in terms of safety measures for a plant having a gas line and environmental aspects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第7図は本発明方法の一実施例を説明する
ために示したもので、第1図は本発明方法を適用した装
置の全体構成図、第2図ないし第4図は検知器の設置場
所および検知法によって異なる圧力変動検知図、第5図
は本発明方法の機能ブロック図、第6図はガス漏洩時に
おける差圧の生データ図、第7図は異なる漏洩検知アル
コリズムによって得られた相対値データ図、第8図は液
体漏洩時の圧力変動図である。 11……ガスライン、12……ガス漏洩点、13,14
……圧力検知器、15……弁、16……差圧検知器、1
9……CPU、21……ROM、22……RAM、24
……入力キー、25……出力装置、26……弁制御部、
30……テレコンテレメータ、A……検知手段、B……
サンプリング手段、C……データ更新処理手段、D……
相対値データ演算手段、E……判断手段、F……伝送制
御手段、G……ライン制御手段、H……検知系診断手
段。
1 to 7 are shown for explaining one embodiment of the method of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an apparatus to which the method of the present invention is applied, and FIGS. FIG. 5 is a functional block diagram of the method of the present invention, FIG. 6 is a raw data diagram of differential pressure at the time of gas leakage, and FIG. 7 is different leakage detection alcoholism. FIG. 8 is a relative value data diagram obtained by the above, and FIG. 8 is a pressure fluctuation diagram at the time of liquid leakage. 11 ... Gas line, 12 ... Gas leak point, 13, 14
...... Pressure detector, 15 …… Valve, 16 …… Differential pressure detector, 1
9 ... CPU, 21 ... ROM, 22 ... RAM, 24
...... Input key, 25 …… Output device, 26 …… Valve control unit,
30 ... Telecontelemeter, A ... Detection means, B ...
Sampling means, C ... Data update processing means, D ...
Relative value data calculation means, E ... Judgment means, F ... Transmission control means, G ... Line control means, H ... Detection system diagnostic means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−151180(JP,A) 特開 昭56−162029(JP,A) 特公 昭59−24320(JP,B2) 米国特許3962905(US,A) ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) Reference JP-A-51-151180 (JP, A) JP-A-56-162029 (JP, A) JP-B-59-24320 (JP, B2) US Patent 3962905 (US , A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガス配管の破損,破壊等によって生じるガ
ス漏洩を検知するガスラインのガス漏洩検知方法におい
て、 前記ガス配管上に設置されている流路抵抗体を挟んで差
圧を測定することにより、前記ガス配管の破損,破壊等
の異常に起因して当該ガス配管内のガス媒体を介して伝
播する先頭波による圧力変動から差圧を求めた後、この
差圧データを時系列的に統計処理し、過去の複数のデー
タの統計量と少なくとも今回データまたは今回データを
含む統計量とを比較演算し、過去の複数のデータの統計
量と少なくとも今回データまたは今回データを含む統計
量との差が予め定められた設定値を越えたとき、ガス媒
体の漏洩であると検知することを特徴とするガスライン
のガス漏洩検知方法。
1. A method for detecting gas leakage in a gas line for detecting gas leakage caused by damage or destruction of gas piping, wherein a differential pressure is measured across a flow path resistor installed on the gas piping. Thus, after the differential pressure is obtained from the pressure fluctuation due to the leading wave propagating through the gas medium in the gas pipe due to an abnormality such as damage or destruction of the gas pipe, the differential pressure data is time-sequentially calculated. Statistical processing is performed, and the statistic of multiple past data is compared with at least the current data or the statistic including this data to calculate the statistic of multiple past data and at least the statistic including this data or this data. A gas leak detection method for a gas line, which is characterized in that a leak of a gas medium is detected when the difference exceeds a predetermined set value.
【請求項2】統計処理は、ガス漏洩に関する異なる圧力
特性変化を把握するための複数の統計演算アルゴリズム
に基づいて演算処理するものである特許請求の範囲第
(1)項記載のガスラインのガス漏洩検知方法。
2. The gas of a gas line according to claim 1, wherein the statistical processing is a processing based on a plurality of statistical calculation algorithms for grasping different pressure characteristic changes related to gas leakage. Leak detection method.
【請求項3】統計処理は、ガス漏洩に関する異なる圧力
特性変化を把握するための複数の統計演算アルゴリスム
の中から予め定めた少なくとも最適な1つ以上の統計演
算アルゴリズムを選択して演算処理する特許請求の範囲
第(1)項記載のガスラインのガス漏洩検知方法。
3. The statistical processing selects and processes at least one predetermined optimal statistical operation algorithm from a plurality of statistical operation algorithms for grasping different pressure characteristic changes related to gas leakage. A gas leak detection method for a gas line according to claim (1).
【請求項4】複数の統計演算アルゴリズムは、下記する
A1〜A3からなるものである特許請求の範囲第(2)
項または第(3)項記載のガスラインのガス漏洩検知方
法。 但し、上式においてPは差圧検知信号、iはi回目のサ
ンプリング、Δtは任意の演算周期、Cは設定値を意味
する。
4. A plurality of statistical calculation algorithms are composed of A1 to A3 described below.
The method for detecting gas leakage in a gas line according to item (3). However, in the above equation, P means a differential pressure detection signal, i means i-th sampling, Δt means an arbitrary calculation cycle, and C means a set value.
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