特許 6879081 漏水検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6879081

(24)【登録日】2021年5月7日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】漏水検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/28 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   G01M3/28 C

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-127412(P2017-127412)

(22)【出願日】2017年6月29日

(65)【公開番号】特開2019-11973(P2019-11973A)

(43)【公開日】2019年1月24日

【審査請求日】2020年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】特許業務法人 サトー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安藤 浩展

【審査官】 岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３１５２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２６５３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０５１８５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−０９９１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０９８９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９２０９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ３／００−３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水道管に配置される圧力センサと、
この圧力センサからのセンサ信号に基づいて漏水の検出を行う検出部と、
この検出部により制御され、前記水道管に配置されている電磁弁の開閉を行うアクチュエータとを備え、
前記検出部は、前記電磁弁により前記水道管が閉塞された状態で前記センサ信号をサンプリングし、サンプリングしたセンサ信号に基づいて漏水を検出するもので、
前記センサ信号の微分値を順次累積して累積値を求め、所定の判定時間が経過した時点で前記累積値が判定値を超えると漏水を検出する漏水判定を実施し、
前記判定値を、前記電磁弁が配置されている位置よりも下流側の配管内の水量に応じて設定する漏水検出装置。

【請求項2】

前記検出部は、前記配管内の水量が多くなるのに応じて、前記判定値を低く設定する請求項１記載の漏水検出装置。

【請求項3】

前記検出部は、設置時に閾値決定モードに設定されると、前記電磁弁を閉じた状態で一定の水量が排出された際に低下した圧力に基づいて、前記判定値を決定する請求項１又は２記載の漏水検出装置。

【請求項4】

前記検出部は、過去の水道の使用パターンを記憶しておき、水道が使用されない可能性が高い時間帯に、前記漏水判定を実施する請求項１から３の何れか一項に記載の漏水検出装置。

【請求項5】

前記検出部は、前記漏水判定を実施する前に水道の使用の有無を判定し、水道が使用されていると判定すると漏水判定を実施せず、水道の使用が終了したと判定した後に漏水判定を実施する請求項４記載の漏水検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水道管の漏水を検出する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般家庭等における水道について発生する微小な、例えば１０ｍｌ／分以下の水漏れを検出するための構成が、例えば特許文献１に開示されている。この構成では、水漏れ検知用のバイパス配管を主配管とは別に設け、そこにセンサを配置している。また、バイパス配管に流入する水量が適切となるように、主配管に流量調整用の逆止弁等を用いている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第６２１６２６７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の構成は概して複雑であり、微小な流量を検出できる精密なセンサも必要であるため、総じて装置が高価になってしまう。また、バイパス配管を設けると共に、適切な水量をバイパス配管へ送るための逆止弁を設けることで圧損が発生するため、水圧が不足することも懸念される。その他、電極等を用いて水分を直接検知できるセンサを水漏れが発生しそうな場所に配置し、水漏れを検出すると通信などを介して水道管のバルブを閉じる、といったシステムも存在する。しかしながら、このシステムではセンサを配置した場所で水漏れが発生しなければ、検出できない。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、精密な流量センサを用いることなく微小な漏水を確実に検出できる漏水検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の漏水検出装置によれば、検出部は、水道管が電磁弁により閉塞された状態で、圧力センサが出力するセンサ信号をサンプリングし、サンプリングしたセンサ信号に基づいて漏水を検出する。すなわち、水道管を電磁弁により閉塞させることで、微小な漏水が発生している場合でも、それが閉塞した箇所よりも下流側における圧力が低下する現象として現れる。したがって、本発明の漏水検出装置によれば、水道管を特殊な構造にすることなく、また精密な流量センサを用いることなく微小な漏水を検出できる。

【0007】

また、検出部は、サンプリングしたセンサ信号の微分値を順次累積して累積値を求める。そして、所定の判定時間が経過した時点で前記累積値が判定値を超えると漏水を検出する漏水判定を実施する。微小な漏水が発生している場合、水道管を閉塞させてから電磁弁の下流側における水道管内の圧力がある程度低下するまでには時間がかかる。したがって、センサ信号が示す圧力を即値で評価して微小な漏水を検出しようとすると、判定までに時間を要することになる。

【0008】

そこで、検出部は、センサ信号の微分値を順次累積し、判定時間が経過した時点での累積値を判定値と比較して漏水を検出するようにした。漏水が発生していない状態では、圧力は変動しないか、変動するとしても微小な増減が散発的に発生するので、センサ信号の微分値の累積結果は相殺される。微小な漏水が発生している場合、センサ信号の微分値は圧力が低下する方向のみを示すことになる。そして、センサ信号が示す圧力の低下は緩やかに進行するが、センサ信号の微分値を累積した値はより大きな変化を示す。したがって、センサ信号が示す圧力を即値で評価する場合に比較して、微小な漏水を短時間で検出できる。

【0009】

更に、検出部は、判定値を、電磁弁が配置されている位置よりも下流側の配管内の水量に応じて設定する。すなわち、配管内の圧力が低下する割合は、配管より水が漏れ出す速度と配管の長さ，つまり配管内の水の体積に比例する。したがって、判定値を漏水検出装置が配置されている配管システムに合せて設定することで、判定を正確に行うことができる。

【0010】

具体的には、例えば請求項２記載の漏水検出装置によれば、検出部は、配管内の水量が多くなるのに応じて判定値を低く設定する。これにより、例えば一般家庭のように、配管内の水量が比較的少なく且つ水の使用量が一定していない状況下では漏水判定を短時間で終了させて、水道が使用できない時間を極力削減できる。また、例えば工場等のように、配管内の水量は多いが水を使用しない時間が決まっている状況下では、漏水判定に時間をかけることで誤判定を減らすことができる。

【0011】

請求項３記載の漏水検出装置によれば、検出部は、設置時に閾値決定モードに設定されると、電磁弁を閉じた状態で一定の水量が排出された際に低下した圧力に基づいて判定値を決定する。これにより、漏水検出装置が設置された水道管の実際の水量に合せて判定値を決定できる。

【0012】

請求項４記載の漏水検出装置によれば、検出部は、過去の水道の使用パターンを記憶しておき、水道が使用されない可能性が高い時間帯に漏水判定を実施する。これにより、ユーザが水道を使用する時間に漏水判定を行うことを回避できる。

【0013】

請求項５記載の漏水検出装置によれば、検出部は、漏水判定を実施する前に水道の使用の有無を判定し、水道が使用されていると判定すると漏水判定を実施せず、水道の使用が終了したと判定した後に漏水判定を実施する。これにより、ユーザが水道を使用している時間を避けて漏水判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態であり、漏水検知処理を示すフローチャート

【図2】水使用終了判定処理を示すフローチャート

【図3】水使用開始判定処理を示すフローチャート

【図4】漏水検出システムの構成を示す機能ブロック図

【図5】コントローラの内部構成を中心に示す機能ブロック図

【図6】漏水の発生状態に応じて圧力センサにより検出される圧力の変化を示す図

【図7】図６に示す圧力の変化に応じた圧力の微分和の変化を示す図

【図8】漏水が無い場合に圧力センサが出力する電圧値を示す図

【図9】漏水が有る場合に圧力センサが出力する電圧値を示す図

【図10】水の使用量が少ない場合の水道管内の圧力と水量の変化を示す図

【図11】図１０に示す圧力の変化を２００秒まで示すと共に、圧力の分散を示す図

【図12】図１１の一部を拡大して示す図

【図13】水の使用状態に応じて、条件１），２）の判定の真偽がどのようになるかを示す図

【図14】現在を起点として求められる「移動平均値１」，「移動平均値２」の関係を示す図

【図15】水の使用が開始された場合の「移動平均値２」の変化を示す図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、一実施形態について図面を参照して説明する。図４は、漏水検出システムの構成を示す機能ブロック図である。水道管１は、例えば一般家庭に給水するために配管されているもので、その途中部位に電磁弁２及び圧力センサ３が配置されている。ここで、電磁弁２よりも上流側，つまり水源側の水道管を１ｕ，電磁弁２よりも下流側，つまり家庭側の水道管を１ｄとする。水道管１ｄの末端には、蛇口４が配置されている。

【0016】

圧力センサ３が出力するセンサ信号は、水道管１ｄ内の水圧に応じた電圧信号として出力されるもので、当該信号はコントローラ５に入力されている。コントローラ５は、例えばモータであるバルブコントロールアクチュエータ６を介して、電磁弁２の開閉を制御する。電磁弁２は、水道管１を全開状態，全閉状態にする。コントローラ５には、商用交流電源７より電源が供給され、内部の図示しない電源回路により直流の動作用電源が生成される。生成された電源は、アクチュエータ６にも供給される。尚、電源は、バッテリより供給されるものでも良い。

【0017】

図５は、コントローラ５の内部構成を中心に示す機能ブロック図である。コントローラ５は、マイクロコンピュータ１１を中心に構成されている。マイコン１１は、メモリ１２に記憶されている制御プログラム及びデータに従い、各種制御を行う。圧力センサ３のセンサ信号は、アンプ１３，バッファ１４を介して、Ａ／Ｄ変換器１５，１６によりそれぞれＡ／Ｄ変換されて、マイコン１１に入力される。

【0018】

ここで、アンプ１３を経由する方は、微小な水漏れを検知するため電圧信号を増幅する。一方、バッファ１４を経由する方は、水の使用開始を検出する場合のように、水圧の変化が比較的大きい場合に使用する。尚、１つのＡ／Ｄ変換器の入力チャネルを切替えることで、アンプ１３，バッファ１４を経由して入力される電圧をＡ／Ｄ変換しても良い。また、Ａ／Ｄ変換器は、マイコン１１に内蔵されていても良い。

【0019】

マイコン１１は、通信インターフェイス１７を介して表示機１８と通信を行う。表示機１８は、例えば家屋内の壁面などに設置されており、コントローラ５が把握した水道管１の状態情報等が、シンボルや文字メッセージ等で表示される。図５に示す通信インターフェイス１７は有線通信用のインターフェイスであるが、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信用のインターフェイスであっても良い。また、表示機は、ユーザが携帯しているスマートフォン等でも良い。コントローラ５は、検知部及び判定部に相当する。以上の構成において、圧力センサ３，コントローラ５及び表示機１８が漏水検出装置２０を構成している。

【0020】

次に、本実施形態の作用について図１から図３，図４から図１６を参照して説明する。コントローラ５は、図１に示す漏水検知処理，図２に示す水使用終了判定処理，及び図３に示す水使用開始判定処理を行う。

【0021】

＜漏水検知処理＞
コントローラ５は、先ず「水道使用判定」を行う（Ｓ１）。この「水道使用判定」は、上記「水使用開始判定処理」である。そして、水道が使用中であれば（Ｓ２；ＹＥＳ）「水道使用時間判定」を行う（Ｓ１３）。「水道使用時間判定」は、水道の継続的な使用時間を判定する処理である。その上限時間は、漏水検出装置２０が適用される給水系の実態に応じて、例えばユーザが設定する。継続的な使用時間が上限を超えると（Ｓ１４；ＮＯ）、「漏水あり」と判定し表示機１８により水漏れをユーザに通知する（Ｓ１２）。

【0022】

一方、水道が使用中でなければ（Ｓ２；ＮＯ）「水道使用スケジューリング時間判定」を行う（Ｓ３）。ここでは、コントローラ５が、過去の水道の使用パターンを記憶しておき、ユーザが水道を使用すると予測される時間帯か否かを判定する。そして、前記時間帯でなければ（Ｓ４；ＮＯ）、図中に「シャットオフバルブ」と示す電磁弁２を閉じる（Ｓ５）。また、前記時間帯であれば（Ｓ４；ＹＥＳ）ステップＳ１に移行する。

【0023】

電磁弁２が完全に閉じると（Ｓ６；ＮＯ）、圧力センサ３のセンサ信号をＡ／Ｄ変換して読み込む（Ｓ７）。このセンサ信号の読み込み，サンプリングは、例えば０．２秒間隔で行われる。それから、０．２秒間隔で読み込んだセンサ信号について微分値を求めると、その微分値を順次累積加算して「微分和」を求める（Ｓ８）。そして、判定時間が経過するまで（Ｓ９；ＮＯ）ステップＳ７，Ｓ８を繰り返し実行する。

【0024】

ここで、図６は、漏水が無い場合、１．０ｍｌ／分〜４．０ｍｌ／分で漏水が発生している各場合の、時間経過に伴う圧力センサ３のセンサ信号が示す圧力の変化を示している。圧力の初期値は、各測定を行った状況下でそれぞれ異なっている。また、漏水が無い場合でも、圧力が略一定の場合と、微小に変動している場合とがある。

【0025】

ここでの漏水は４．０ｍｌ／分以下の微小な量であるため、圧力が低下する度合いは非常に緩慢である。例えば３．０ｍｌ／分の場合、１２０秒が経過した時点で初期値より低下した圧力は、凡そ３０Ｋｐａ程度である。水道管の供給圧は常時変動する可能性が有るため、漏水の発生した際には、図６に示すように単調に減少するとは限らない。したがって、圧力の即値で漏水に相当する低下を判定しようとすると圧力値が十分に低下するまで待つ必要があり、判定に時間を要してしまう。例えば、５分〜１０分程度の時間が必要となる。

【0026】

図８に示すように、水漏れが無い場合に圧力センサ３が出力する信号の電圧は、例えば２．０５５Ｖ程度を中心として殆どばらつきが無い。一方、図８に示すように、水漏れがある場合に圧力センサ３が出力する信号の電圧はばらつきが大きく、０．０６Ｖ程度の範囲で変動している。

【0027】

これに対して、図７に示すように、圧力値の微分値を累積した微分和を求めると、漏水が発生したことによる変化の傾向がより顕著に表れる。漏水が無い場合の微分和はやはり略ゼロである。しかし、漏水量が最小である１．０ｍｌ／分の場合でも、２０秒〜３０秒程度の時間が経過した時点で微分和は０．２程度に達しており、有意な差が表れている。したがって、圧力の微分和を評価すれば、微小な漏水でも短時間で検知できる。

【0028】

再び、図１を参照する。例えば、サンプル数が５０程度になる判定時間に達すると（Ｓ９；ＹＥＳ）、「水漏れ判定」を行う（Ｓ１０）。「水漏れ判定」は、ステップＳ８で求めた微分和を判定値と比較することで行う。微分和が判定値未満であれば（Ｓ１１；ＮＯ）、漏水は発生していないと判断し、電磁弁２を開放して（Ｓ１５）ステップＳ１に戻る。一方、微分和が判定値以上であれば（Ｓ１１；ＹＥＳ）漏水発生と判断し、ステップＳ１２に移行する。

【0029】

ここで、水道管内の圧力が低下する割合は、水道管から水が漏れ出す速度と配管の長さ，つまり配管内の水の体積に依存する。したがって、水漏れの有無を判断する閾値を、漏水検出装置２０が設置される配管システムに合わせて調整すれば、判定を精確に行うことができる。配管内の水量が多い場合は、判定時間を長くする，若しくは判定値を低下させる、又はそれらの両方を行う。これにより、例えば一般家庭のように、水道管１ｄ内の水量が比較的少なく且つ水の使用量が一定していない状況下では漏水判定を短時間で終了させて、水道が使用できない時間を極力削減できる。また、例えば工場等のように、水道管内の水量は多いが水を使用しない時間が決まっている状況下では、漏水判定に時間をかけて誤判定を減らすことができる。

【0030】

また、以下のように判定時間及び／又は判定値を決定しても良い。漏水検出装置２０を最初に設置した際に、コントローラ５を閾値決定モードに設定する。そして、電磁弁２を閉じた状態で、その下流側で一定の水量を排出される。その際に低下した圧力に基づいて判定時間及び／又は判定値を決定する。このようにすれば、漏水検出装置２０が設置された水道管の実際の水量に合せて判定時間及び／又は判定値を決定できる。

【0031】

＜水使用終了判定処理＞
次に、水使用終了判定処理について説明する。先ず、使用終了判定の原理について、図１０から図１３を参照して説明する。

【0032】

図１０は、水の使用量が少ない場合の水道管内の圧力と水量の変化を示している。また、双方についての移動平均値も太線で示している。このケースでは、水圧の低下は小さいので、供給圧の変動に伴って圧力センサ３により検知される圧力の変化が相対的に大きくなる。そのため、圧力の瞬時値としては、使用開始前の圧力を超えることもある。したがって、圧力の分散を評価すると、その値は大きくなる。

【0033】

図１１は、図１０に示す圧力の変化を２００秒まで示すと共に、圧力の分散も示している。水の使用が終了した時には、圧力が図中に破線で示す使用開始前の値に戻らないこともあるが、使用開始前の値を基準とする一定の範囲内には戻る。そして、水圧の変動が非常に小さくなる。すなわち、圧力の移動平均値を求めると、その移動平均値と水使用開始前の圧力との差が一定範囲内であり、且つ圧力の分散が小さくなる。

【0034】

一方、水の使用量が多い場合は、水の使用開始前との圧力差が大きくなるが、圧力の変動は比較的小さい。すなわち、圧力の移動平均値と水使用開始前の圧力との差は、水の使用が終了した場合よりも大きくなる。

【0035】

また、水の使用中においても、比較的長い時間に亘って圧力変動が小さくなる場合はあるが、小刻みに変動が生じている。図１２に示すように、これを分散で評価すると、水の使用終了時よりも分散が大きくなる。

【0036】

以上の各状態に応じた傾向から、
１）圧力の移動平均値と、水の使用開始前の圧力との差を評価する。使用開始により圧力は低下するので、上記の差は負の値を示す。そこで、負の値の閾値１を設定し、
（移動平均値）−（使用開始前圧力）≧（閾値１）
が成立すれば、移動平均値は使用開始前圧力を基準とする一定の範囲内にある。そして、
２）圧力の分散が一定値より小さい。
これらの２つの条件が一定時間成立した際には、水の使用が終了したと判定できる。したがって、圧力センサ３が出力する信号について移動平均値と分散とを評価することで、水道の使用が終了した時点を確実に判定できる。尚、図１３は、各ケースに応じて、上記の条件１），２）の判定の真偽がどのようになるかを示している。

【0037】

次に、水使用終了判定処理について図２を参照して説明する。先ず、圧力センサ３のセンサ信号を読み込んで（Ｓ２１）移動平均値を算出し（Ｓ２２）、圧力の分散値を算出する（Ｓ２３）。そして、移動平均値より水使用開始前の圧力を減じた差を、「閾値１」と比較する（Ｓ２４）。「水使用開始前圧力」の特定については、後述する水使用開始判定処理で説明する。前記差が「閾値１」未満であれば（ＹＥＳ）水を使用中であると判定し、終了判定用のカウンタ１をクリアして、一定時間，つまりサンプリング間隔である例えば０．２秒待機してから（Ｓ２９）ステップＳ２１に移行する。

【0038】

一方、前記差が「閾値１」を超えると（ＮＯ）、圧力の分散を「閾値２」と比較する（Ｓ２５）。分散が「閾値２」を超えていると（ＹＥＳ）やはり水を使用中であると判定し、ステップＳ２９に移行する。分散が「閾値２」以下になれば（ＮＯ）上記の条件１），２）が何れも「真」となるが、誤判定を防止するため終了判定用のカウンタ１をインクリメントする（Ｓ２６）。そして、カウンタ１のカウント値を「カウンタ閾値１」と比較する（Ｓ２７）。前記カウント値が「カウンタ閾値１」以下であれば（ＮＯ）一定時間待機してから（Ｓ３０）ステップＳ２１に移行する。一方、前記カウント値が「カウンタ閾値１」を超えると（ＹＥＳ）、水の使用が終了したと判定する（Ｓ２８）。

【0039】

＜水使用開始判定処理＞
次に、水使用開始判定処理について説明する。先ず、使用開始判定の原理について、図１４及び図１５を参照して説明する。

【0040】

水が使用されてない状態では、供給圧力の変動に応じた管内の圧力変化はあるが、その変化は小さく、圧力の分散は非常にゼロに近い。ここで、図１４に示すように、現在を起点として過去２α秒からα秒までの移動平均値を「移動平均値１」，現在を起点として過去α秒までの移動平均値を「移動平均値２」とする。そして、前記「移動平均値１」と前記「移動平均値２」との差は小さい。

【0041】

そして、水の使用が開始されると圧力が急激に低下し、その圧力変化によって移動平均値が時間経過と共に徐々に低下する。したがって、図１５に示すように「移動平均値２」は使用開始直後から低下するが、「移動平均値１」は使用開始から所定時間が経過した後から低下する。これにより、「移動平均値２」と「移動平均値１」との差は、一定時間の間一定値以上を示す。また、圧力の分散は、使用開始直後から変化する。

【0042】

以上から、分散が変化したことを起点として、一定時間
１）分散が閾値を超えている。
２）「移動平均値２」と「移動平均値１」の差が一定値を超えている。
これら２つの条件が成立した際に、水の使用が開始されたと判定する。

【0043】

次に、水使用開始判定処理について図３を参照して説明する。先ず、圧力センサ３のセンサ信号を読み込んで（Ｓ３１）「移動平均値１」を算出する（Ｓ３２）。この「移動平均値１」をベースライン，前述の「水使用開始前圧力」とする。続いて、「移動平均値２」を算出し（Ｓ３３）、圧力の分散を算出する（Ｓ３４）。そして、求めた分散を「閾値１」と比較する（Ｓ３５）。分散が「閾値１」以下であれば（ＮＯ）水は未使用の状態であると判定し、使用開始判定用の「カウンタ１及び２」をクリアする（Ｓ４１）。そして、一定時間例えば０．２秒待機してから（Ｓ４２）ステップＳ３１に移行する。

【0044】

分散が「閾値１」を超えると（Ｓ３５；ＹＥＳ）「カウンタ１」をインクリメントする（Ｓ３６）。そして、「移動平均値２」と「移動平均値１」との差を負の「閾値２」と比較する（Ｓ３７）。前記差が「閾値２」以上であれば（ＮＯ）水は未使用の状態であると判定し、一定時間待機してから（Ｓ４５）ステップＳ３１に移行する。前記差が「閾値２」未満になると（ＹＥＳ）、「カウンタ２」をインクリメントする（Ｓ３８）。そして、「カウンタ２」のカウント値を「カウンタ閾値２」と比較する（Ｓ３９）。前記カウント値が「カウンタ閾値２」未満であれば（ＮＯ）、「カウンタ１」のカウント値を「カウンタ閾値１」と比較する（Ｓ４３）。前記カウント値が「カウンタ閾値１」未満であれば（ＮＯ）ステップＳ４５に移行する。

【0045】

ステップＳ３９において、カウント値が「カウンタ閾値２」に達すると（ＹＥＳ）、上記１）及び２）の条件が一定時間の間成立した状態となるので、水の使用が開始されたと判断し、水使用終了判定処理に移行する（Ｓ４０）。一方、ステップＳ４３において、カウント値が「カウンタ閾値１」に達すると（ＹＥＳ）、ステップＳ４１と同様に「カウンタ１及び２」をクリアしてから（Ｓ４４）ステップＳ４５に移行する。このケースは、圧力の分散は「閾値１」を超えているが、途中で２つの移動平均値の差が「閾値２」以上となった状態が発生した場合であり、１）及び２）の条件が継続的に成立していないことを意味する。したがって、「カウンタ１及び２」をクリアする。

【0046】

以上のように本実施形態によれば、漏水検出装置２０のコントローラ５は、水道管１を電磁弁２により閉塞させた状態で、圧力センサ３が出力するセンサ信号を一定時間毎にサンプリングし、センサ信号の微分値を順次累積して微分和を求める。そして、所定の判定時間が経過した時点で微分和が判定値を超えると漏水を検出する漏水判定を実施する。微小な漏水が発生している場合、センサ信号が示す圧力の低下は緩やかに進行するが、センサ信号の微分値を累積した値は、センサ信号が示す圧力の即値よりも大きな変化を示す。したがって、センサ信号が示す圧力を即値で評価する場合に比較して、微小な漏水を短時間で検出できる。そして、本実施形態の漏水検出装置２０は、水道管１を特殊な構造にすることなく、また精密な流量センサを用いることなく、圧力センサ３を用いて微小な漏水を検出できる。

【0047】

また、コントローラ５は、判定時間及び／又は判定値を、電磁弁２が配置されている位置よりも下流側の水道管１ｄ内の水量に応じて設定する。これにより、判定時間及び／又は判定値を、漏水検出装置２０が配置されている配管システムに合せて設定し、判定を正確に行うことができると共に、判定時間を最適化して漏水判定を効率的に実施できる。

【0048】

具体的には、コントローラ５は、水道管１ｄ内の水量が多くなるのに応じて、判定時間を長く設定する，及び／又は判定値を低く設定する。圧力の低下度合いは水量に比例し、例えば水量が多ければ圧力の低下度合いは小さい。したがって、例えば判定値が一定であれば判定時間をより長く設定してサンプル数を多くして判定を確実に行ったり、判定時間が一定であれば判定値をより低く設定して、同じサンプル数に対する判定タイミングを早めることもできる。これにより、例えば水道管１ｄ内の水量が比較的少なく、且つ水の使用量が一定していない状況下では漏水判定を短時間で終了させて、水道が使用できない時間を極力削減できる。また、水道管１ｄ内の水量は多いが水を使用しない時間が決まっている状況下では、漏水判定に時間をかけて誤判定を減らすこともできる。

【0049】

また、漏水検出装置２０を最初に設置した際に、コントローラ５を閾値決定モードに設定し、電磁弁２を閉じた状態で一定の水量が排出された際に低下した圧力に基づいて判定時間及び／又は判定値を決定すれば、漏水検出装置２０が設置された水道管の実際の水量に合せて判定時間及び／又は判定値を決定できる。

【0050】

また、コントローラ５は、過去の水道の使用パターンを記憶しておき、水道が使用されない可能性が高い時間帯に漏水判定を実施する。これにより、ユーザが水道を使用する時間に漏水判定を行うことを回避できる。更に、コントローラ５は、漏水判定を実施する前に水道の使用の有無を判定し、水道が使用されていると判定すると漏水判定を実施せず、水道の使用が終了したと判定した後に漏水判定を実施するので、ユーザが水道を使用している時間を避けて漏水判定を行うことができる。

【0051】

また、本実施形態によれば、コントローラ５は、水道の使用が開始されたと判定すると、圧力センサ３からのセンサ信号を一定時間毎にサンプリングし、センサ信号の移動平均値を求めると共に、センサ信号の分散を求める。そして、移動平均値と水道の使用が開始される直前の圧力値との差が一定範囲内であり、且つ分散が閾値未満になった状態が一定時間継続すると、水道の使用が終了したと判定する。これにより、水道の使用が終了した時点を確実に判定できる。

【0052】

また、コントローラ５は、水道の使用が終了したと判定すると、現時点より２α秒前からα秒前までの期間に求めた「移動平均値１」と、現時点よりα秒前から現時点までの期間に求めた「移動平均値２」とを比較する。そして、分散が閾値を上回り、且つ、２つの移動平均値の差が閾値を上回ると、水道の使用が開始されたと判定する。これにより、水道の使用が開始された時点を確実に判定できる。

【0053】

本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
センサ信号のサンプリング間隔は、適宜変更して良い。
判定を行うためのサンプル数についても、適宜変更して良い。

【符号の説明】

【0054】

図面中、１は水道管、２は電磁弁、３は圧力センサ、５はコントローラ、２０は漏水検出装置を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】