JPH0315964B2

JPH0315964B2 -

Info

Publication number: JPH0315964B2
Application number: JP59064879A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Saito
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1991-03-04
Also published as: JPS60209117A

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の技術分野）本発明は水道管からの水漏れを検出する漏水検
出装置を備えた量水器に関する。（発明の技術的背景）浄水場、または配水池から需要家まで配水され
る途中の配水管および給水管から漏れる漏水量
は、現在、全配水量の10数％になつており、これ
による損失を金額に換算すると、１m³当りの上水
コストを100円として１年当り約2000億円にも達
する。漏水分を補うために新規に水源を開発する
にはさらに莫大な資金を必要とする。したがつ
て、漏水の発生をすみやかに知り、漏水量を抑制
することが急務とされるが、大部分の漏水は地中
で発生するため、これを地上から発見することは
困難である。従来、実用に供されている代表的な地下漏水検
出法に音聴棒による方法がある。これは音聴棒を
管路が埋設されている地上に当てるか、ボーリン
グした穴を通して直接埋設管路にこれを接触させ
るか、あるいは消火栓、量水器などの地上へ露出
している部分へこれを接触させて、音聴棒から伝
わる振動音を機械的、又は電気的に増幅し、ヘツ
ドホーンを通して調査員が耳で聴くことにより漏
水の有無を判断する方法である。しかし、この方
法では、漏水音とその他の雑音を区別するための
熟練技術を要すること、また、この技術を有する
調査員が全市街地を巡回するためには膨大な労力
と時間を要するため、漏水個所の発見が遅々とし
て進まない等の問題がある。このため、漏水発見の自動化を目指して近時試
用が開始された相関式漏水発見装置が開発されて
いる。これは２個所の消火栓に取付けた振動セン
サからの信号の相互相関をとることによつて、漏
水位置を決定しようとするものである。しかし、
これには次の欠点がある。第一に調査区間の管路
の分岐、管の材質、管の長さのデータが正確に分
つていなければならないこと、第二に、２個所の
センサ間に管路の分岐がある場合、分岐管につい
ては別途調査しなければならないこと、第三に、
熟練技術を要さないが、市内を巡回点検する必要
があるため、漏水の早期発見には限界があるこ
と、などである。一方、発明者らの研究により漏水音には固有の
周波数成分があることが判明しており、この事実
を利用してセンサで漏水音を検出し、これを増幅
した後に漏水音であるか他の雑音であるかを弁別
する漏水検出装置が開発されている。第１図はこのような漏水検出装置の構成の概要
を示し、センサ２１で検出された漏水音および雑
音は電気信号に変換されて波形整形回路２２へ入
力される。波形整形回路２２では、センサ２１か
らの電気信号の増幅、周波数によるフイルタリン
グ、及び波高値による弁別などが行われ、漏水信
号として有意な信号を、たとえばハイレベルに、
有意でない信号をローレベルに波形整形する。信
号継続時間積分回路２３は、入力信号がハイレベ
ルの時間を積分して時間積分信号T₀を出力する。
又、漏水判定回路２４は、信号継続時間積分回路
２３において積分された時間が判定基準値を超え
る場合に、漏水ありの判定信号D₀を出力する回
路である。このような漏水検出装置は各需要家の給水管に
固定設置することが望まれる。現在漏水件数は、
その約90％が配水管からの分岐個所を含めて需要
家へ引き込まれる給水管で占められているので、
漏水検出装置を各需要家の給水管に固定設置する
ことができ、調査員の集中投入が可能になり、漏
水が無い場所でのむだな巡回調査が不必要となる
からである。また、このような漏水検出装置は伝送回路を備
えることにより、電話線を介して漏水データを効
率的に収集することが可能になる。このため、第１図に示すように漏水判定回路２
４により検出された漏水ありの判定信号の発生回
数を計数し記憶する漏水信号記憶回路３２、この
記憶された漏水信号から漏水回数を表示するため
の表示器駆動回路と表示器より成る表示回路３
３、記憶された漏水信号を送出するための伝送回
路３４が設けられる。なお、電源供給回路２０は
上記回路を作動させるために必要な電源を供給す
る回路である。ところで水道の使用量を計測する量水器におい
ても計測データを伝送回路により通信回路を通し
て送ることが可能であり、水道メータ検針業務は
電力メータ、ガスメータなどとともに通信回線に
よるテレメータシステムを用いた自動検針方式に
移行しつつある。第２図は漏水検出装置を接続し
た通信回線による自動検針システムの系統図であ
る。センターに設置されたデータ処理装置（ホス
トコンピユータ）１は通信回線が比較的空いてい
る夜間の時間帯にセンター側網制御装置２および
交換機３を介して検針対象需要家の宅内側網制御
装置５を呼び出す。この時、通常の電話と区別さ
れ、電話の呼び出し音を鳴らさないようにノーリ
ンギングトランク４が働く。宅内側網制御装置５
には電話機６の他に、電力メータ７ａ、ガスメー
タ７ｂ、水道メータ７ｃ、および漏水検出装置７
ｄが接続されていて、呼び出し時の事業体コード
または機器識別コードによつて、電力メータ、ガ
スメータ、水道メータ、漏水検出装置いずれかが
選択される。漏水検出装置が選択されると、この
出力信号が送出され、データ処理装置１で読み取
ることができる。また、量水器と漏水検出装置はほぼ同じ場所に
取付けられるものであるから、一体化することが
でき、小型化、取付工事費の削減を達成できる。第３図はこのような一体化がなされた量水器
を、家庭用給水システムに取付けた例を示す配置
図であつて、配水管１１から分水栓１２によつて
給水管１３が分岐し、給水管１３は止水栓１４、
漏水検出装置および水道メータが一体化された量
水器８を介して給水装置に接続される。量水器８
中の漏水検出装置の出力信号は出力端子９から取
り出され、ケーブル１７を介して宅内側網制御装
置５へ接続される。〔背景技術の問題点〕しかしながら、第２図に示した伝送方法では水
道使用量の検針と漏水の検出をホストコンピユー
タ側から行うのに、量水器および漏水検出装置の
それぞれを呼び出さなければならず、煩雑な処理
手順を踏まなければならないばかりでなく、回線
を長時間専有するという問題がある。第３図のように量水器と漏水検出器を一体化し
た場合においても伝送はそれぞれ別々に行われる
ため問題としては同じである。〔発明の目的〕本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
ので、効率の良い流量検針と漏水発見が可能な漏
水検出装置付量水器を提供することを目的とす
る。〔発明の概要〕上記目的のため、本発明においては、水道管に
接続された漏水検出装置と、水道使用量を積算す
る流量計量装置と、前記漏水検出装置で発生した
漏水信号を蓄積する第１の記憶部と、前記流量計
量装置で発生した流量信号を蓄積する第２の記憶
部と、前記第１の記憶部の記憶内容および前記第
２の記憶部の記憶内容を通信回線に接続された中
央処理装置からの指令により所定の順序で連続し
て前記通信回線を通じて前記中央処理装置側に送
出させるように制御を行う伝送制御回路を備えた
伝送回路を備えるようにしており、水道使用量検
針のための１回の呼出しで検針データと漏水検出
データを同時に入手でき、流量検針および漏水発
見の効率を向上することができるものである。〔発明の実施例〕以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳
細に説明する。まず本発明にかかる量水器に設けられる漏水検
出装置について説明する。この漏水音が固有の周波数成分を有することを
利用して他の雑音、すなわち水道の蛇口から発生
する雑音のほかに、車輛の通過による雑音、工場
の機械運転による雑音、工事現場の作業による雑
音などの雑音との弁別を行うものである。第４図ａは、蛇口を解放した場合の流水音を圧
力−電気変換器で電気信号に変え、高速フーリエ
変換アナライザーを用いて得たパワースペクトラ
ムの一例を示すものであり、又、同図ｂ，ｃは地
下１ｍに埋設された口径20mmの相異なる２系統の
鉛管からの漏水音（漏水流量５／分の場合）
の、パワースペクトラムの一例を示すものであ
る。これらのデータから、漏水音のパワースペク
トラムは下限周波数が約1KHz、上限周波数が数
10KHzであることが分かる。また、漏水音と区別
されなければならない蛇口の流水音のパワースペ
クトラムは、主に1KHz以下に分布していること
が分かる。しかも、このような分布状況は従来漏
水信号に影響があるとされていた管路の材質、管
路の長さ、管路の破損状況、土砂の状況などによ
つては変化がほとんど見られない。このような漏水音は漏水流量が５／分程度の
場合は外部雑音の影響を無視し得るが、これ以下
の微少流量漏水音ではセンサの音圧レベルが低下
し外部雑音の影響を受けて漏水音と雑音の区別が
困難になる。ところが、これらの外部雑音は深夜
になると減少するすることが分かつている。ま
た、深夜は水需要が減少するため、配水池から需
要端までの管路の摩擦損失水頭が減少することに
よる給水圧の上昇が起り、漏水流量が増大するの
で漏水音自体が大きくなる。そこで、外部雑音が
減少し、漏水音が増大する深夜に検出感度を高め
ることによつて、より微少な漏水を検出すること
が可能となる。また、漏水は給配水管、分水栓な
どの腐蝕、外力にる破壊、締結部のゆるみ、施工
不良などが原因で発生し、一旦発生した漏水は修
理されない限り継続して発生し、自然復旧するこ
とは有り得ない。一方、最大の雑音源である水道
の蛇口音は、水を使用するときにのみ音を発生す
ることが明白である。その他の雑音源の車輛音、
各種機械音、工事作業音なども24時間連続して発
生することはきわめて希なことである。そこで、
音の締続時間を積分し、この積分値があらかじめ
設定した判定基準を越えた場合にのみ漏水と判定
することにより、他の雑音と区別することができ
る。継続時間の積分値のことを時間積分率Ｃと呼
ぶことにし、次のように定義する。Ｃ＝Σ（ta−tb）×100／Ｔ Ta∈τ_a tb∈τ_b tb＜ta τa＝｛ｔ｜ｆ（〓，ｔ）＝Er， f′（〓，ｔ）＜０｝ (1) τb＝｛ｔ｜ｆ（〓，ｔ）＝Er， f′（〓，ｔ）＞０｝ただし、Ｔは時間積分率の計測開始から終了ま
での時間、Erは判定基準電圧、ｆ（〓，ｔ）は漏
水信号電圧を表わす関数で、ベクトル〓は漏水音
の波形に影響を与える複数の要因、ｔは時間を表
わす。また、f′（〓，ｔ）は漏水信号電圧の時間
微分である。すなわち、時間積分率ＣはＴなる計
測時間内に、漏水信号電圧はｆ（〓，ｈ）が判定
基準電圧Erよりも大きい期間を時間積分すると
き、積分された時間の計測時間Ｔに対する割合で
ある。第５図は本発明にかかる量水器の構成を示すブ
ロツク図であつて、漏水検出部１９、流量計量部
３９、伝送回路３４′、電源供給回路２０に大別
される。以下これらの構成につき詳細に述べる。センサ２１センサ２１は音響信号または振動による圧力を
電気信号変換する変換器であり公知の各種のもの
を使用することができる。波形整形回路２２第６図は波形整形回路２２の実施例の構成図で
ある。増幅回路２５はセンサ２１からの電気信号
を１×10⁴〜１×10⁶倍に増幅し、例えば、低域遮
断周波数1KHz、高域遮断周波数が10KHzの帯域
通過フイルタ２６によつて信号主成分を通過させ
る。この交流電気信号は絶対値増幅回路２７によ
つて、負信号は正信号に変換され、比較回路２８
に入力される。比較回路２７は基準電圧＋Er以
上の入力信号のみを一定電圧信号に変換して出力
する。増幅回路２５これは入力抵抗R₁と負帰還抵抗R₂を有する交
流増幅回路A₁であつて、センサ２１からの音圧
信号を増幅して次の帯域通過フイルタ２６に送出
する。いま、センサ２１の受圧部における音圧信号レ
ベルをSdB（例えば、1μPaの圧力をOdBとする）、
センサ２１の受圧感度KdB（例えば、1μPa当り
1Vの電圧出力が得られる感度をOdBとする）、増
幅回路２５の利得をAdBとする。ただし、帯域
通過フイルタ２６における信号成分の減衰は無視
し得るものとし、絶対値増幅回路２７の利得を
OdBとすると、比較回路２８の入力信号レベル
EdBは(2)式で与えられる。Ｅ＝Ｓ＋Ｋ＋Ａ (2) さて、増幅回路２５の出力信号レベルでOdB、
すなわち、Ｅ＝０（正弦波出力の場合、実効値で
1Vに相当する）が得られることを設計基準とし
て、増幅回路２５の利得を決定する。受圧感度Ｋ
の一般的な値として−220dBを採用すると、(2)式
よりＡ＝220−Ｓ (3) となる。第７図は、地下１ｍに埋設された管径20mmの相
異る２系統の鉛管からの漏水流量が２／分、５
／分、10／分の各場合について、センサ２１
の受圧部での音圧レベルを各２回測定し、プロツ
トした図である。いま、２／分の漏水流量によ
る漏水音に対して、前述の設計基準を満足させる
には、Ｓ＝120dBを(3)式に代入してＡ＝100dBが
得られる。したがつて、この程度の利得を有する
増幅器を使用すればよい。帯域通過フイルタ２６暗雑音の中で最大の水使用音を除くものであ
る。第４図の実測データから、このフイルタの下
限遮断周波数は2kHz程度、上限遮断周波数は10k
Hz程度、減衰特性は、24dB／オクターブ〜
30dB／オクターブ程度が望ましい。このような
特性をもつフイルタとしては市販されているアク
テイブフイルタを利用できる。絶対値増幅回路２７これは第６図に示すように利得がOdBの反転
増幅器A₂およびA₃を有するもので、同図中例え
ば抵抗器R₃ないしR₇の値を次のように選定する。 R₃＝R₄＝R₆＝R₇＝Ｒ，R₅＝Ｒ／２このとき、入力信号電圧が負の場合はA₂の出
力はダイオードD₂にクランプされてほぼ0Vにな
る。この時、ダイオードD₁が逆バイアスとなつ
て高インピーダンスとなるので、増幅器A₃は負
の入力信号を反転し、正の電圧信号が本回路の出
力として得られる。次に入力信号電圧が正になる
と、A₂の出力電圧は入力信号電圧に等しい大き
い負の電圧になり、抵抗R₅に印加される。抵抗
R₅およびR₆によつて加算器が構成され、R₅＝
R₆／２であるから本回路の出力として入力信号
電圧と大きさが同じ正の出力が得られる。以上のように、本回路によつて交流信号電圧の
正の部分はそのままで、負の部分が反転された絶
対値信号電圧を得ることができる。比較回路２８これは第６図に示すように、正入力端子に絶対
値増幅回路２７の出力を負入力端子に基準電圧
Erより小さい場合は、その出力はダイオードD₃
にクランプされてローレベルに保たれるが、反対
の場合は無限大利得の増幅器として動作し、電源
電圧によつて制限されるハイレベルになる。次に、基準電圧Erの決定法について説明する。
前記(2)式において、Ｋ＝−220dB，Ａ＝100dBと
すると、Ｅ＝Ｓ−120 (4) となる。一方、制限波電圧の波高値eVとそのレ
ベルEdBとの間の関係式(5)を用いて、(4)式を書き
直すと(6)式が得られる。Ｅ＝20log₁₀（ｅ／√２） (5) ｅ＝√２・10^S-120/20 (6) 第８図は、(6)式により100dB≦Ｓ≦120dBの範
囲について計算した比較回路２８の入力信号電圧
の波高値eVである。これによれば、例えば、
115dBよりも大きい音圧レベルを有する信号を漏
水音と判定する場合は、基準電圧Erを0.795V以
下に設定するとよいことが分る。信号継続時間積分回路２３第９図は信号継続時間積分回路２３の一例を示
すものであつて、タイミング回路４４によつて制
御される記憶回路４５およびカウンタ４３を有
し、この記憶回路４５の出力とパルス発振回路４
０の出力とを入力するアンドゲートＧ１の出力と
波形整形回路２２の出力とからカウンタ４３に論
理積出力を送るアンドゲート４２により構成され
る。動作は次の通りである。パルス発振回路４０の
周波数は波形整形回路２２に含まれる帯域フイル
タの高域遮断周波数の数倍以上とし、分解能を確
保する。タイミング回路４４は時計を内蔵し、制
御入力によつて設定された時刻に積分開始信号
INI、積分終了信号INO、判定実施信号DIO、カ
ウンタ４３のリセツト信号RSなどの一連の指令
信号を発生する機能をもつている。これらの信号
は通常は１日周期で発生し、例えば、深夜の０時
に積分開始信号INIが、午前４時に積分終了信号
INOが出るように設定される。記憶回路４５は積分開始信号INIから積分終了
信号INOまでの間、論理“１”の状態を保持し、
アンドゲート４１によつてパルスとの論理積をと
り、アンドゲート４２へパルスを供給する。アン
ドゲート４２はアンドゲート４１の出力パルスと
波形整形回路２２の出力信号の論理積をとること
によつて、波形整形回路２２の出力信号継続時間
をデイジタル化する。カウンタ４３はアンドゲー
ト４２の出力パルス列を計数することによつて、
積分開始信号INIが発生してから積分終了信号
INOが発生するまでの波形整形回路出力信号の
時間積分を行う。第１０図は波形整形回路２２および信号継続時
間積分回路２３における各部分における出力波形
を示す波形図であつて、第１０図ａは帯域通過フ
イルタ２６の出力信号波形の一例、同図ｂは絶対
値増幅回路２７の出力信号波形の一例で、ａの負
信号をOVラインを中心に折り返した形になつて
いる。同図ｃは基準電圧Erよりも同図ｂの信号
が大きいときに、ハイレベルになる比較回路２８
の出力信号波形で、波形整形回路２２の出力信号
である。同図ｄはアンドゲート４２の出力パルス
列で、波形整形回路２２の出力信号のハイレベル
期間に比例したパルス数となつている。ｅは積分
開始信号INI、ｆは積分終了信号INO、ｇは記憶
回路４５の論理“１”の状態を示す積分期間信
号、ｈは判定実施信号DIOで積分終了信号INOの
後に出され、漏水判定回路２４を動作させるため
のものである。リセツト信号RSはさらにこの後
に出されて、カウンタ４３をイニシヤライズする
のに使われる。漏水判定回路２４第１１図は漏水判定回路２４の一例で２進並列
比較回路を示す。いま、ビツト数ｋの二つの２進
数をＸ，Ｙとし、２進数Ｘの最下位の数（LSD）
の論理“１”をX₁、最上位の数（MSD）の論理
“１”をX_K、同様に２進数ＹのLSDの論理“１”
をY₁、MSDの論理“１”をY_Kとし、p_K，q_K，r_K
をそれぞれ次のように定義する。 p_K＝X_K∩_K（_K＝１，２，……，Ｋ） q_K＝_K∩Y_K（_K＝１，２，……Ｋ） (7) r_K＝X_K∩Y_KＵ_K∩_K（_K＝１，２，……，
Ｋ）ただし、_K・_KはそれぞれX_K・Y_Kの論理
“０”信号、∩は論理積、Ｕは論理和を表わす記
号である。又、２進数Ｘ，Ｙの大小に関する論理記号Ｐ，
Ｑ，ＲをＰ＝１（Ｘ＞Ｙ）Ｑ＝１（Ｘ＜Ｙ）Ｒ＝１（Ｘ＝Ｙ） (8) のように決めると、Ｐ＝p_KＵ（p_K-1∩r_K）Ｕ（p_K-2∩r_K∩r_K-1）Ｕ…… Ｑ＝q_KＵ（q_K-1∩r_K）Ｕ（q_K-2∩r_K∩r_K-1）Ｕ…… Ｒ＝r_K∩r_K-1∩r_K-2∩……∩r₁ (9) となる。第１１図はアンドゲート５０およびオア
ゲート５１を用いて、(7)，(8)，(9)式の論理を構成
したもので、２進数Ａをカウンタ４３の値、２進
数Ｙを判定基準値に対応させるならば、出力Ｐが
判定出力となる。漏水判定回路の実現の上では、
破線で囲んだＱの信号出力に関する部分は、不要
である。また、アンドゲート５２は、判定実施信
号DIOと出力Ｐの論理積をとすて漏水ありの判定
信号D₀を出力するためのものである。漏水の判定について次の述べる。第１２図は、比較回路２８への正弦波入力信号
の大きさＳ（dB）と、時間積分率（％）の関係を
下記の(10)，(11)式に基づいて計算した結果である。
なお、パラメータは基準電圧Er（Ｖ）である。Ｃ＝π−2θ／π×100 (10) θ＝sin^-1（Er／Ep）Ｓ＝20log（Ep／√２） (11) ただし、Epは正弦波入力信号Ｓ（dB）を波高
値電圧（Ｖ）に換算したもの、πは正弦波半波長
の位相角度（radian）、θは第１３図に示す位相
角度（radian）である。いま、基準電圧Er＝0.5V、漏水判定の基準を
時間積分率Ｃ＞40％とすると、第１２図のグラフ
より、比較回路２８への入力信号Ｓは−7dB以上
必要となる。すなわち、Er＝0.5V、Ｃ＝40％に
設定すると、時間積分率を測定している全期間
で、−7dBより大きい入力信号が継続して発生し
ている場合に、漏水と判定することができる。ま
た、例えば、＋20dBの大きさの雑音が、測定期間
中に20％の時間占有率で発生しても、時間積分率
は98％×0.2＝19.6％にしかならず、上記の漏水
判定基準の40％未満であるから、漏水と判定され
ることがない。流量計量部３９これは流量信号検出回路３６、流量積算回路３
７、表示回路３８、電源供給回路３５からできて
おり、流量信号検出回路３６は、水流を受けて回
転する羽根車を検出する近接スイツチと羽根車の
通過をパルス信号に変換する波形整形回路から成
る。流量積算回路３７は、前記パルス信号を計数
し、計量単位流量（たとえば0.1）に相当する
パルスを計数したときに流量の積算値を１単位増
加させる積算機能を有する。表示回路３８は、流
量積算値を表示するための回路、電源供給回路３
５は以上の流量計量部３９を作動させるのに必要
な電源を供給する回路である。以上の各部分の構成は良く知られているので詳
細な説明は省略する。伝送回路３４′ これは本発明の主要部をなす部分であつて、そ
の一実施例の構成を第１４図に示す。これによれば漏水信号記憶回路３２の上位４ビ
ツトおよび下位４ビツトにそれぞれ接続された４
ビツトのＲ−Ｓフリツプフロツプであるバツフア
レジスタ６１−１および６１−２が設けられ、ま
た流量積算回路３７の32ビツト出力の４ビツト毎
に対応して接続された４ビツトのＲ−Ｓフリツプ
フロツプであるバツフアレジスタ６２−１，……
６２−８が設けられ、これらのバツフアレジスタ
はそれぞれバスライン６０に接続されている。ま
た、回線接続用の端子６３には送信および受信時
にデータ内容を一時蓄積するための双方向性信号
バツフアであるラインバツフア６５が接続され、
このラインバツフアには受信バツフア６６および
送信バツフア６７が接続され、さらにこれら両バ
ツフア６６および６７には伝送制御回路６８が接
続されている。この伝送制御回路６８からは各バ
ツフアレジスタへ制御線７１および信号線７２が
引出されている。なお、器番コードレジスタ６４
は例えば２桁の固定記憶装置であつて、量水器の
形式による固有値が記憶されている。このような伝送回路の動作を説明する前に、宅
内側網制御装置へ送出される送出データのフオー
マツトの一例を第１５図に示す。第１５図ａは１
データ分のフオーマツト、第１５図ｂは１桁分の
データのビツト構成で、矢印の方向は信号の送出
方向、すなわち矢印の先頭に近いデータから順番
に送出されることを表わしている。マーク信号は
ある一定時間継続する論理“１”信号、スペース
信号はある一定時間継続する論理“０”信号、ス
タートコードは送出データの開始を示すためにあ
らかじめ定められた１桁の特定のコード、ストツ
プコードは送出データの終了を示すためにあらか
じめ定められた１桁の特定のコード、器番コード
は水道メータの型式、漏水検出装置の型式などを
区別するための２桁の特定コード、流量積算値は
水道メータの流量計量値で８桁のデータ、漏水信
号は漏水信号記憶回路の値を表わす２桁のデータ
である。１桁は７ビツトで構成され、第１５図ｂ
のように、先頭を表わすスタートビツト、BCD
の１桁または16進の１桁を表わす４ビツトのデー
タビツト、データビツトに対するパリテイビツ
ト、後尾を表わすストツプビツトから成る。次に、この伝送回路の動作を説明する。いま、
宅内側網制御装置５から一対の信号ケーブルで接
続される端子６３を介して、論理“１”の信号が
ラインバツフア６５に送られて来たとする。これ
は、データ処理装置１が加入者の電話番号と漏水
検出装置または漏水検出機能付きの水道メータを
指定する番号（他の電力メータおよびガスメータ
と区別するための番号）を発することによつて、
加入者の電話機６が話中でなければ、宅内側網制
御装置５から発せられる信号である。ラインバツ
フア６５は双方向性の信号バツフアで、端子６３
から入力された信号を受信バツフア６６へ出力す
る機能と送信バツフア６７から入力された信号を
端子６３へ出力する機能を有するから、受信バツ
フア６６はラインバツフアからの論理“１”信号
パルスの継続時間が規定範囲にあれば、伝送制御
回路６８へ送信開始を支持する送信開始信号を７
３へ出力する。伝送制御回路６８は第１６図のタ
イムチヤートに示すように、送信開始信号を受け
てロード信号、およびマーク信号とスタートコー
ドを連続して７４へ出力する。次に７５へデータ
送信信号を出力すると、送信バツフア６７が４ビ
ツトのバスライン６０に乗つているデータを入力
して、第１５図ｂに示すようにスタートビツト、
バスラインデータのA₀，A₁，A₂，A₃、パリテイ
ビツト、ストツプビツトの順でラインバツフア６
５へ出力する。ラインバツフア６５からは、入力
と同じ時系列信号が端子６３へ出力される。スタ
ートビツト、ストツプビツト、およびパリテイビ
ツトの付加は送信バツフア６７が行う。器番コー
ドは２桁であるから、上記７ビツトの時系列信号
は送信バツフア６７より、直列に２組出力され
る。この間伝送制御回路６８からの選択信号が７
２へ出力される器番コードレジスタ６４が選択さ
れている。すなわち、バスライン６０へは選択信
号によつて選択されたレジスタからの信号のみが
出力されるようになつている。以下同様に、流量
積算値７０が置数されたバツフアレジスタ６２−
１，……，６２−８、漏水信号６９が置数された
バツフアレジスタ６１−１，６１−２を選択する
信号が信号線７２に与えられ、送信バツフア６７
は順次にこれら信号の全てを第１５ｂ図の時系列
信号に変換してラインバツフア６５へ出力するの
で、端子６３に同じ時系列信号が出力される。最
終データが出力されると、信号数７５に出力され
ていた伝送制御回路６８からのデータ送信信号は
オフし、代りにストツプコードとこれに引続きス
ペース信号を７４へ出力することによつて、全伝
送手順が終了する。以上のような漏水検出装置付量水器においては
種々の変形が可能である。第１７図は信号継続時間積分回路２３の他の実
施例で、第９図との相違点はパルス発振回路４０
の代りに、電圧−周波数変換回路４６が使用され
ていることである。電圧−周波数変換回路４６
は、入力電圧に比例した周波数のパルスを出力す
る回路であるが、波形整形回路２２の出力信号の
大きさが一定値であるから、入力信号が継続する
間中、一定周波数のパルスを出力するので、第９
図の回路と同じ機能をもち、第１０図の信号波形
も同じになる。次に、深夜の検出感度を高める場合の実施例に
ついて詳細に説明する。第１８図にその一実施例
の構成図を示す。センサ２１、帯域通過フイルタ
２６、および絶対値増幅回路２７は第６図に示し
たものと同じものである。ゲイン可変増幅回路２
５′は、リレー３１の接点a₁，b₁，c₁によつて負
帰還抵抗R₁₁，R₁₂が切り換えられる構造となつ
ている他は、第６図の増幅回路２５と同じもので
ある。基準値可変比較回路２８′は、前記リレー
３１の接点a₂，b₂，c₂によつて基準電圧Er₁，Er₂
を選択できる構造となつている他は、第６図の比
較回路２８と同じものである。時計回路２９は、
セツト、リセツト信号を記憶回路３０に与えるこ
とによつて、リレー３１を励磁、または非励磁状
態にする。また、時計回路２９は任意の時刻t₁，
t₂にそれぞれ信号S₁，S₂を出力端２９b₁，２９b₂
に出力するように調節されている。また、この出
力端２９b₁，２８b₂はそれぞれ記憶回路３０のセ
ツト入力端子３０a₁、リセツト入力端３０a₂に接
続されているので、時刻t₁の信号S₁によつて記憶
回路３０は状態“１”となつてリレー３１が励磁
され、時刻t₂の信号S₂によつて記憶回路３０は状
態“０”となつてリレー３１が非励磁となる。リ
レー３１は非励磁状態で、接点C₁がゲイン可変
増幅回路２５′のフイードバツク抵抗R₁を選択
し、接点C₂で基準電圧Er₁を選択するようになつ
ている。また、励磁状態では、接点C₁がフイー
ドバツク抵抗R₂を選択し、接点C₂が基準電圧Er₂
を選択するようになつている。第１９図は増幅回路２５′のゲインおよび比較
回路２８′の基準電圧を切換えるタイムチヤート
を示し、ゲイン可変増幅回路２５′のゲイン（同
図ｃ）、および基準値可変比較回路２８′の基準電
圧（同図ｄ）は時刻ｔの関数であり、第１９図に
ついて次のように与えられる。なお、同図ａは時
計回路２９の出力、同図ｂはリレー３１の状態を
表わしている。いま、t₁≦ｔ＜t₂、なる時刻ｔを深夜時間帯の
時刻、t₀≦ｔ＜t₁およびt₂≦ｔなる時刻ｔを深夜
以外の時間帯の時刻とすれば、増幅回路２５′の
ゲイン、および比較回路２８′の基準電圧を次の
ように設定する。増幅回路２５′のゲイン＝g₁（ｔ∈τ₁） g₂（ｔ∈τ₂）比較回路２８′の基準電圧＝Er₁（ｔ∈τ₁） Er₂（ｔ∈τ₂）ただし、集合τ₁は深夜以外の時間帯の時刻、集
合τ₂は深夜の時間帯の時刻を表わす。 τ₁＝｛ｔ｜t₀≦t₁・t₂≦ｔ｝ τ₂＝｛ｔ｜t₁≦ｔ＜t₂｝また、増幅回路２５′の出力端での信号の大き
さと雑音の大きさを次のように与える。出力信号の大きさ＝U_s1（ｔ∈τ₁） U_s2（ｔ∈τ₂）出力雑音の大きさ＝U_o1（ｔ∈τ₁） U_o2（ｔ∈τ₂）また、増幅回路２５′の入力端での漏水信号の
大きさと雑音の大きさを次のように与える。入力信号の大きさ＝υ_s1（ｔ∈τ₁） υ_s2（ｔ∈τ₂）入力雑音の大きさ＝υ_o1（ｔ∈τ₁） υ_o2（ｔ∈τ₂）したがつて、 U_S1＝g₁υ_S1，U_o1＝g₁υ_o1 (12) U_s2＝g₂υ_s2，U_o2＝g₂υ_o2 であり、いま、υ_s1＝υ_s2≡υ_s，υ_o1＝kυ_o2，υ_s＝
Nυ_o2とすると、 U_o1＝g₁kυ_o2＝g₁kυ_s／Ｎ (13) となる。そこで、深夜時間帯の出力信号が、深夜以外の
時間帯の雑音よりも大きくなる条件U_s2＞U_o1よ
り、 g₂υ_s＞g1k／Ｎυ_s すなわち、 g₂／g₁＞ｋ／Ｎ (14) が得られる。この条件を満す増幅回路２５′のゲインg₁，g₂
を用いる場合には、Er₁＝Er₂であつても、深夜以
外の時間帯には雑音より小さい漏水信号を、深夜
時間帯に弁別することが可能である。（14）式が成立しない場合は、さらに、（15）式の条件が必要となる。 e_r1＝e_r2＞δ (15) ただし、δは適当な正の定数である。次に、第１表の数値例に基づいた実例について
説明する。説明を簡単にするために信号、雑音が
同一周波数の正弦波であるとする。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、漏水信号を蓄積
する第１の記憶部と、流量信号を蓄積する第２の
記憶部と、これらの記憶内容を所定の順序で連続
して通信回線に送出させる伝送制御回路を備えて
いるため、流量検針のための１回の呼出しで漏水
情報をもあわせて収集することができ、漏水の巡
回調査等を行うことなく効率的な漏水調査が可能
となると共に伝送回線の節約が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の漏水検出装置の構成を示すブロ
ツク図、第２図はこれを含む自動検針システムの
構成図、第３図は漏水検出装置と量水器を一体化
したものの使用例を示す配置図、第４図は流水音
と漏水音のパワースペクトラム、第５図は本発明
にかかる量水器の構成を示すブロツク図、第６図
は波形整形回路の構成の一例を示す回路図、第７
図は漏水流量とセンサ受圧部音圧レベルとの関係
を示すグラフ、第８図はセンサ受圧部音圧レベル
と比較回路入力電圧の波高値との関係を示すグラ
フ、第９図は信号継続時間積分回路の構成の一例
を示す回路図、第１０図は波形整形回路および信
号継続時間積分回路における出力波形を示す波形
図、第１１図は漏水判定回路の一例を示す回路
図、第１２図は比較回路２８における入力信号レ
ベルと時間分積率との関係を示すグラフ、第１３
図は正弦波入力信号を示すグラフ、第１４図は本
発明の主要部をなす伝送回路の構成を示すブロツ
ク図、第１５図は送出データのフオーマツトの説
明図、第１６図は伝送回路における動作を示すタ
イムチヤート、第１７図は信号継続時間積分回路
の変形例を示す回路図、第１８図は波形整形回路
の変形例を示す回路図、第１９図はその動作を示
すタイムチヤート、第２０図および第２１図は漏
水信号、雑音、基準電圧の関係を示す波形図、第
２２図は波形整形回路の他の例を示す回路図、第
２３図は電源供給回路の一例を示す回路図であ
る。１……データ処理装置、７ｃ……量水器、７ｄ
……漏水検出装置、８……量水器、１９……漏水
検出部、２０……電源供給回路、２１……セン
サ、２２……波形整形回路、２３……信号継続時
間積分回路、２４……漏水判定回路、２５……増
幅回路、２６……帯域通過フイルタ、２７……絶
対値増幅回路、２８……比較回路、２９，５５…
…時計回路、３０，５６……記憶回路、３１，５
７……リレー、３２……漏水信号記憶回路、３
４，３４′……伝送回路、３５……電源供給回路、
３６……流量信号検出回路、３７……流量積算回
路、３９……流量計量部、６１−１，６１−２，
６２−１，６２−８……バツフアレジスタ、６３
……端子、６４……器番コードレジスタ、６５…
…ラインバツフア、６８……伝送制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】１水道管に接続された漏水検出装置と、水道使用量を積算する流量計量装置と、前記漏水検出装置で発生した漏水信号を蓄積す
る第１の記憶部、前記流量計量装置で発生した流
量信号を蓄積する第２の記憶部、および前記第１
の記憶部の記憶内容および前記第２の記憶部の記
憶内容を通信回線に接続された中央処理装置から
の指令により所定の順序で連続して前記通信回線
を通じて前記中央処理装置側に送出させる伝送制
御回路を備えた伝送回路と、を備えたことを特徴とする漏水検出装置付量水
器。２漏水検出装置が、水道管の流路中に設置さ
れ、漏水により発生し水中を伝播する音圧変動お
よび管壁を伝播する振動を検知するセンサと、こ
のセンサの出力を増幅する増幅回路と、この増幅
回路の出力のうち主要周波数成分のみを通過させ
る帯域通過フイルタと、この帯域通過フイルタの
出力のうち負極性信号と正極性信号に変換して出
力する絶対値増幅回路と、この絶対値増幅回路の
出力を所定の判定基準電圧と比較して判定信号を
出力する比較回路と、この比較回路の出力を所定
時間だけ信号の継続時間を積分する信号継続時間
積分回路と、この信号継続時間積分回路の出力を
予め設定された判定基準値とを比較して雑音と漏
水音との区別を行う漏水判定回路と、この漏水判
定回路の出力における漏水判定回数を計数記憶す
る漏水信号記憶回路と、この漏水信号記憶回路の
内容を表示する表示回路を備えた特許請求の範囲
第１項記載の漏水検出装置付量水器。３漏水検出装置が、水道管の流路中に設置さ
れ、漏水により発生し水中を伝播する音圧変動お
よび管壁を伝播する振動を検知するセンサと、こ
のセンサの出力を入力し増幅する増幅回路と、こ
の増幅回路の出力のうち主要周波数成分のみを通
過させる帯域通過フイルタと、この帯域通過フイ
ルタの出力のうち負極性信号と正極性信号に変換
して出力する絶対値増幅回路と、この絶対値増幅
回路の出力を所定の判定基準電圧と比較して判定
信号を出力する比較回路と、この比較回路の出力
を所定時間だけ信号の継続時間を積分する信号継
続時間積分回路と、この信号継続時間積分回路の
出力を予め設定された判定基準値とを比較して雑
音と漏水音との区別を行う漏水判定回路と、この
漏水判定回路の出力を入力し漏水と判定された回
数を計数、記憶する漏水信号記憶回路と、この漏
水信号記憶回路の内容を表示する表示回路と、任
意の決められた時刻にセツト信号またはリセツト
信号を出力する時計回路と、前記セツト信号、リ
セツト信号を記憶する記憶回路のゲインおよび比
較回路の判定基準電圧を深夜、外部雑音が減少し
たときに高めるよう切換える切換器とを備えた特
許請求の範囲第１項記載の漏水検出装置付量水
器。４漏水検出装置が、水道管の流路中に設置さ
れ、漏水により発生し水中を伝播する音圧変動お
よび管壁を伝播する振動を検知するセンサと、こ
のセンサの出力を入力し増幅する増幅回路と、こ
の増幅回路の出力のうち主要周波数成分のみを通
過させる帯域通過フイルタと、この帯域通過フイ
ルタの出力のうち負極性信号と正極性信号に変換
して出力する絶対値増幅回路と、この絶対値増幅
回路の出力を所定の判定基準電圧と比較して判定
信号を出力する比較回路と、この比較回路の出力
を所定時間だけ信号の継続時間を積分する信号継
続時間積分回路と、この信号継続時間積分回路の
出力を予め設定された判定基準値とを比較して雑
音と漏水音との区別を行う漏水判定回路と、この
漏水判定回路の出力を入力し漏水と判定された回
数を計数、記憶する漏水信号記憶回路と、この漏
水信号記憶回路の内容を表示する表示回路と、任
意の決められた時刻にセツト信号またはリセツト
信号を出力する第１の時計回路と、前記セツト信
号、リセツト信号を記憶する記憶回路のゲインお
よび比較回路の判定基準電圧を深夜、外部雑音が
減少したときに高めるよう切換える第１の切換器
と、任意の決められた時刻にセツトまたはリセツ
ト信号を出力する第２の時計回路と、前記セツト
信号、リセツト信号を記憶する第２の記憶回路
と、この記憶回路の内容に基づいて、深夜のみに
消費電力の大きな回路への電源供給を行うよう投
入および遮断を行う第２の切換器と、を備えた特
許請求の範囲第１項記載の漏水検出装置付量水
器。