特表 2025-504872 ソニック導管トレーサシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-19

(54)【発明の名称】ソニック導管トレーサシステム

(51)【国際特許分類】

   G01B 17/00 20060101AFI20250212BHJP

【ＦＩ】

G01B17/00 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024543207

(86)(22)【出願日】2023-04-17

(85)【翻訳文提出日】2024-07-19

(86)【国際出願番号】 US2023018812

(87)【国際公開番号】W WO2024030165

(87)【国際公開日】2024-02-08

(31)【優先権主張番号】17/879,158

(32)【優先日】2022-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519397541

【氏名又は名称】チェイス，アーノルド

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チェイス，アーノルド

【テーマコード（参考）】

2F068

【Ｆターム（参考）】

2F068AA06

2F068AA13

2F068AA21

2F068BB09

2F068DD02

2F068DD12

2F068FF04

2F068FF12

2F068KK01

2F068QQ01

2F068QQ44

2F068RR03

2F068RR13

(57)【要約】

ソニック導管トレーサは、ソニック送信機と、ソニック受信機と、スペクトル分析器とを含む。送信機は、識別目的のために空の導管の近位端からその導管の内部長さにわたってオーディオ信号を送信するように構成されてもよい。受信機は、オーディオリターン信号を受信するように構成されてもよい。スペクトル分析器は、導管の遠方端の位置の決定を容易にするためにオーディオリターン信号を分析するように構成されてもよい。ソニック導管トレーサは、導管の推定長さを決定するためにオーディオリターン信号を使用してもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソニック導管トレーサシステムであって、
空の導管の近位端から前記導管の内部長さにわたってオーディオ送信信号を送信するように構成されたオーディオ送信機と、
前記導管の前記近位端でオーディオリターン信号を受信するように構成されたオーディオ受信機と、
前記導管の遠方端の位置の決定を容易にするために前記オーディオリターン信号を分析するように構成されたオーディオスペクトル分析器と
を備える、ソニック導管トレーサシステム。

【請求項2】

前記オーディオスペクトル分析器が、前記導管の推定長さを決定するために前記オーディオリターン信号を使用するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項3】

前記オーディオスペクトル分析器が、前記オーディオ送信信号と前記オーディオリターン信号との間の１つまたは複数の差に基づいて前記導管の推定長さを決定する、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項4】

前記オーディオスペクトル分析器が、送信されたパルスの時間とリターンエコーパルスの時間との間の遅延、送信されたパルスが所定のレベルまで減衰する時間、高調波特性の変化、および／または前記オーディオ送信信号の全スペクトルの一部の減衰に基づいて、前記導管の推定長さを決定する、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項5】

前記オーディオ送信機が、前記オーディオ送信信号をパルス化するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項6】

前記オーディオ送信機が、単一の周波数で前記オーディオ送信信号を連続的に送信するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項7】

前記オーディオ送信機が、複数の周波数拡散を含む前記オーディオ送信信号を送信するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項8】

前記オーディオ送信機が、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する第１のオーディオ送信信号を送信するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項9】

前記オーディオ送信機が、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する第１のオーディオ送信信号を送信するように構成されており、前記オーディオ送信機が、第２のスペクトル帯域幅、第２のパルス繰返し率、および／または第２のパルス周波数特性を有する第２のオーディオ送信信号を送信するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項10】

前記ソニック導管トレーサシステムが、前記導管の前記近位端に少なくとも部分的に挿入されるように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項11】

前記ソニック導管トレーサシステムが、前記導管の内径を自動的に決定するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項12】

前記ソニック導管トレーサシステムが、前記導管が第１の内径を有するときに第１のオーディオ送信信号を送信し、前記導管が第２の内径を有するときに第２のオーディオ送信信号を送信するように構成されている、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項13】

前記ソニック導管トレーサシステムが、探索モードで動作するように構成されており、ホワイトノイズと区別可能な音波が、人による手動検出の目的のために前記導管の長さにわたって送信される、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項14】

前記ソニック導管トレーサシステムが、前記導管内に部分的または完全に挿入されるように構成され、それによって前記導管の内部にわたって遠位端に向かって移動することを可能にする、請求項１に記載のソニック導管トレーサシステム。

【請求項15】

導管を追跡する方法であって、
空の導管の近位端から前記導管の内部長さにわたってソニック信号を送信するステップと、
前記導管の前記近位端でソニックリターン信号を受信するステップと、
前記導管の推定長さを決定するために前記ソニックリターン信号を分析するステップと
を含む、導管を追跡する方法。

【請求項16】

前記分析するステップが、送信された前記ソニック信号と前記リターン信号との間の１つまたは複数の差に基づいて前記導管の前記推定長さを決定するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項17】

前記分析するステップが、送信されたパルスの時間とリターンエコーパルスの時間との間の遅延、送信されたパルスが所定のレベルまで減衰する時間、高調波特性の変化、および／またはオーディオ送信信号の全スペクトルの一部の減衰に基づいて、前記導管の前記推定長さを決定するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項18】

前記送信するステップが、パルス化された信号を有する信号を送信するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項19】

前記送信するステップが、単一の周波数を有する連続オーディオ信号を送信するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項20】

前記送信するステップが、複数の周波数拡散を有する連続オーディオ信号を送信するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項21】

前記送信するステップが、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する信号を送信するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項22】

前記送信するステップが、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する信号を送信し、第２のスペクトル帯域幅、第２のパルス繰返し率、および／または第２のパルス周波数特性を有する第２の信号を送信するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項23】

前記導管の内径を自動的に決定するステップをさらに含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項24】

前記送信するステップが、前記導管が第１の内径を有するときに第１の信号を送信し、前記導管が第２の内径を有するときに前記第１の信号とは異なる第２の信号を送信するステップを含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項25】

前記導管の長さにわたってホワイトノイズを送信するステップをさらに含む、請求項１５に記載の導管を追跡する方法。

【請求項26】

空の導管の内部長さにわたってオーディオ信号を送信するように構成されたオーディオ送信機を備えるソニック導管トレーサシステムであって、
前記オーディオ送信機は、前記空の導管の内部に嵌合するように構成されており、可撓性導管フィーダの端部に取り付けられるようにさらに構成されている、
ソニック導管トレーサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ソニック導管トレーサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

導管内の特定のワイヤまたはケーブルを容易に識別することを可能にする、「トナー」として知られる一般的に使用される電子ワイヤ追跡ツールがある。しかしながら、特定の空の導管を別の空の導管から識別する単純な方法または装置は存在しない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本開示は、所与のエリア内の多数の同様の導管または管の中から特定の導管のリモート端または遠方端を容易に識別するために導管を通って送られる音波を使用することによってこの必要性を満たすソニック導管トレーサシステムを提供する。そのような音波は、非限定的な例として、可聴トーンまたは可聴パルスとして提供されてもよい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

ソニック導管トレーサシステムは、特定の位置における対象の特定の導管を容易に指し示し、または識別することができる一方で、導管が他の導管のグループの中にあるか、または単独であるかにかかわらず、最初に一般エリア、機器室、または遠方導管端部自体の他の終端位置を位置特定するという物流事項が依然として存在する。したがって、ソニック導管トレーサシステムは、空またはほぼ空の導管のグループ間で特定の導管の遠方端を位置特定することも容易にすることができる。

【0005】

空の導管の識別および位置を決定するためのソニック導管トレーサシステムが本明細書に開示されている。ソニック導管トレーサシステムは、多数の空の導管または終端位置の中から導管の識別および／または終端の位置を特定するためにオーディオ送信を利用してもよい。

【0006】

また、ソニック導管トレーサシステムはソニック導管トレーサシステムが導管の推定全長を自動的に計算することを可能にするように、「導管長さ決定モード」で動作してもよい。ソニック導管トレーサシステムは、オーディオパルスを送信し、次いで送信されたパルスが送信位置に戻るまで時間遅延をリッスンして計算することによって、導管の推定長さを自動的に計算してもよい。この例示的な実施形態では、特定の内径寸法について測定された伝搬遅延時間が、推定導管長さを計算するために利用される。

【0007】

多数の空の導管または終端位置の中から導管の識別および／または終端の位置を特定するためにオーディオ送信を利用することによって空の導管の識別および位置を決定するためのソニック導管トレーサシステムは、その終端を位置特定するために使用されている導管の内部寸法に従って、送信されたオーディオ周波数および／または放出されたオーディオ送信のパルスレートを最適化または調整するように構成されてもよい。一実施形態によれば、ソニック導管トレーサシステムは、特定のサイズの導管アダプタが送信装置に取り付けられたことを自動的に感知または決定してもよく、ソニック導管トレーサシステムは、この情報を使用して送信された信号を最適化してもよい。

【0008】

別の実施形態によれば、自己給電式ソニック導管トレーサシステムは、一般的に使用されているワイヤ「スネーク」またはワイヤフィッシングツールとして知られるものに取り付けるように構成されてもよい。この独立したソニック導管トレーサシステムは、１つまたは複数の特徴的なトーンおよび／またはケイデンスパターンを能動的に放出しながら、導管内に押し込まれるか、または導管を通って案内されてもよい。この実施形態では、識別音を発するソニック導管トレーサシステムは、導管の終端端のより近くに配置されてもよい。

【0009】

ソニック送信機と、ソニック受信機と、スペクトル分析器との組合せを含むソニック導管トレーサシステムが開示される。送信機は、導管の近位端から空の導管の内部長さにわたってオーディオ信号を送信するように構成されたオーディオ送信機であってもよい。受信機は、オーディオリターン信号を受信するように構成されたオーディオ受信機であってもよい。スペクトル分析器は、返されたオーディオ信号を分析し、それによって導管の遠方端の位置の決定を容易にするように構成されたオーディオスペクトル分析器であってもよい。

【0010】

特定の態様によれば、ソニック導管トレーサのスペクトル分析器は、導管の推定長さを決定するためにリターン信号を使用するように構成されてもよい。例えば、一実施形態によれば、オーディオスペクトル分析器は、送信されたオーディオ信号と返されたオーディオ信号との間の特定のオーディオ周波数減衰などの１つまたは複数のオーディオ差に基づいて、導管の推定長さを決定してもよい。別の実施形態によれば、スペクトル分析器は、送信されたオーディオパルスの時間と返されたエコーパルスの時間との間の遅延、送信されたパルスが所定のレベルまで減衰する時間、高調波特性の変化、および／または送信された信号の全スペクトルの一部の減衰に基づいて、導管の推定長さを決定してもよい。

【0011】

別の態様によれば、ソニック導管トレーサの送信機は、様々な異なる信号を送信するように構成されてもよい。一実施形態によれば、送信機は、一定のパルスレートまたは変化するパルスレートでオーディオ信号をパルス化するように構成されてもよい。別の実施形態によれば、送信機は、単一の周波数でオーディオ信号を送信するように構成されてもよい。あるいは、送信機は、複数のオーディオ周波数拡散を有するオーディオ信号を送信するように構成されてもよい。別の実施形態によれば、送信機は、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する第１のオーディオ信号を送信するように構成されてもよい。さらに、送信機は、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する第１のオーディオ信号を送信するように構成されてもよく、第２のスペクトル帯域幅、第２のパルス繰返し率、および／または第２のパルス周波数特性を有する第２のオーディオ信号を送信するようにさらに構成されてもよい。さらに別の実施形態によれば、送信機は、導管の長さにわたってホワイトノイズを含む音波を送信するように構成されてもよい。

【0012】

一態様によれば、ソニック導管トレーサは、導管の内径を自動的に決定するように構成されてもよい。一実施形態によれば、導管トレーサは、導管が第１の内径を有するときに第１のオーディオ信号を送信し、導管が第２の内径を有するときに第２のオーディオ信号を送信するように構成されてもよい。

【0013】

さらに別の実施形態によれば、ソニック導管トレーサは、導管の近位端に少なくとも部分的に挿入されるように構成されてもよい。任意選択的に、ソニック導管トレーサシステムは、導管内に完全に挿入されて、導管の内部にわたって移動することを可能にするように構成されてもよい。

【0014】

特定の態様によれば、導管を追跡する方法は、空の導管の近位端からその導管の内部長さにわたってソニック信号を送信するステップと、導管の近位端でソニックリターン信号を受信するステップと、導管の推定長さを決定するためにソニックリターン信号を分析するステップとを含む。ソニック信号は、連続オーディオ信号および／またはパルス化されたオーディオ信号であってもよい。特定の実施形態によれば、分析するステップは、送信された信号とリターン信号との間の１つまたは複数の差に基づいて導管の推定長さを決定するステップを含んでもよい。例えば、分析するステップは、送信されたパルスの時間とリターンエコーパルスの時間との間の遅延、送信されたパルスが所定のレベルまで減衰する時間、高調波特性の変化、および／またはオーディオ送信信号の全スペクトルの一部の減衰に基づいて、導管の推定長さを決定するステップを含んでもよい。

【0015】

他の実施形態によれば、送信するステップは、パルス化された信号を有する信号を送信するステップ、単一のオーディオ周波数を有する信号を送信するステップ、複数のオーディオ周波数拡散を有する信号を送信するステップ、第１のスペクトル帯域幅を有する信号を送信するステップ、第１のパルス繰返し率を有する信号を送信するステップ、および／または第１のパルス周波数特性を有する信号を送信するステップを含んでもよい。別の実施形態によれば、送信するステップは、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する第１の信号を送信し、次いで、第２のスペクトル帯域幅、第２のパルス繰返し率、および／または第２のパルス周波数特性を有する第２の信号を送信するステップを含んでもよい。さらに別の実施形態によれば、送信するステップは、導管の長さにわたって「ホワイトノイズ」である音波を送信するステップを含んでもよい。

【0016】

別の態様によれば、導管を追跡する方法は、オーディオ送信機に導管の内径を自動的に決定させ、検出された導管サイズに基づいて最適化されたオーディオ周波数を選択させるステップをさらに含んでもよい。別の態様では、送信されたオーディオ動作周波数を決定する方法は、手動での導管直径サイズ決定に基づいて手動で選択されてもよい。さらに、送信するステップは、導管が第１の内径を有するときに第１の信号を送信し、導管が第２の内径を有するときに第１の信号とは異なる第２の信号を送信するステップを含んでもよい。

【0017】

最後の態様によれば、ソニック導管トレーサは、空の導管の内部長さにわたってオーディオ信号を送信するように構成されたオーディオ送信機を含んでもよく、オーディオ送信機は、空の電気導管の内部に嵌合するように構成され、可撓性送信機位置決め供給機構の端部に取り付けられるようにさらに構成される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本開示の実施形態によるソニック導管トレーサシステムを概略的に示す図である。

【図2】図１のソニック導管トレーサシステムの側面図を概略的に示す図である。

【図3】図１のソニック導管トレーサシステムの端面図を概略的に示す図である。

【図4】本開示の別の実施形態による物理的に導入可能なソニック導管トレーサシステムを概略的に示す図である。

【図5】本開示の実施形態によるソニック導管トレーサシステムを動作させる方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

空の導管の導管の長さを決定するための、多数の可能な終端位置の中から導管の終端（または遠方端）を位置特定するための、および／または多数の他の導管の中から特定の導管の終端を識別するためのソニック導管トレーサシステムが本明細書に開示されている。ソニック導管トレーサシステムは、導管内を移動する１つまたは複数のソニック送信を利用する。本明細書で使用される「ソニック信号」は、任意のまたは複数の同時周波数を有する音波を意味する。本明細書で使用される「オーディオ信号」は、人間の聴力の範囲内の周波数、例えば、典型的には２０ｈｚ～２０，０００ｈｚの範囲内の周波数を有する音波を意味する。

【0020】

図１を参照すると、本開示によるソニック導管トレーサシステム１００が示されている。システム１００は、ソニック送信機３００と、ソニック受信機３０１と、ソニックスペクトル分析器３０２とを含む。ソニック送信機３００は、ソニック信号を送信するように構成され、ソニック受信機３０１は、ソニック信号を受信するように構成され、ソニックスペクトル分析器３０２は、受信したソニック信号を分析するように構成される。送信器、受信器、および／またはスペクトル分析器は、ソニック導管トレーサ装置本体１０１内で同じ場所に配置されてもよい。

【0021】

一態様によれば、ソニック送信機３００はオーディオ送信機であり、ソニック受信機３０１はオーディオ受信機であり、ソニックスペクトル分析器３０２はオーディオスペクトル分析器である。オーディオ送信機３００は、オーディオ信号を導管の内部長さの中におよびそれにわたって送信するように特に構成されてもよい。さらに、オーディオ送信機３００は、多種多様なオーディオ信号を送信するように構成されてもよい。例えば、オーディオ送信機３００は、オーディオ送信信号をパルス化し、単一の周波数でオーディオ信号を送信し、複数の周波数拡散をもつオーディオ信号を送信し、順次変化する単一周波数方式でオーディオ信号を送信するなどのように構成されてもよい。したがって、オーディオ送信機３００は、定義されたスペクトル帯域幅、定義されたパルス繰返し率、および／または定義されたパルスオーディオ周波数特性を有するオーディオ信号を送信するように構成されてもよい。任意選択的に、オーディオ送信機３００は、複数のオーディオ信号を送信するように構成されてもよく、例えば、オーディオ送信機３００は、第１の定義されたスペクトル帯域幅、第１の定義されたパルス繰返し率、および／または第１の定義されたパルス周波数特性を有する第１のオーディオ信号を送信するように構成されてもよく、オーディオ送信機３００は、第２の定義されたスペクトル帯域幅、第２の定義されたパルス繰返し率、および／または第２の定義されたパルス周波数特性を有する第２の定義されたオーディオ送信信号を送信するように構成されてもよい。オーディオ送信機３００は、場合によっては、１つまたは複数のオーディオ周波数信号を組み合わせるように構成されてもよい。さらに、オーディオ送信機３００は、本開示の恩恵が与えられると当業者に知られるように、送信された信号を変調する、例えば、周波数スペクトルを掃引する、振幅を増減する、パルス特性を変更するなどのように構成されてもよい。

【0022】

オーディオ受信機３０１は、導管の内部長さからオーディオリターン信号を受信するように特に構成されてもよい。本明細書で使用される「リターン信号」は、初期位置（典型的には導管の近位端）から送信された信号として発信され、その後、１つまたは複数の表面から反射するかまたは他の方法で１つまたは複数の表面と相互作用し、それにより元の送信された信号のスペクトル特性が変化したかまたは歪んだ音波を意味する。例えば、リターン信号は、周波数スペクトル全体にわたって異なるか若しくは一貫性のないオーディオ周波数特性、エコーの追加によって引き起こされるものなどの異なるパルスレート、および／または元の送信された信号に対して減衰された１つ若しくは複数のオーディオ周波数を有してもよい。さらに、リターンオーディオ信号は、元の送信された信号の複数の、場合によっては重なり合う、および／または時間シフトされた、歪んだバージョン（例えば、エコー）を含んでもよい。

【0023】

オーディオスペクトル分析器３０２は、導管の遠方端の位置の決定を容易にするためにオーディオリターン信号を分析するように特に構成されてもよい。一実施形態によれば、オーディオスペクトル分析器３０２は、導管の遠方端の位置の決定を容易にするために、オーディオ送信信号とオーディオリターン信号との間の差を分析するように特に構成されてもよい。オーディオスペクトル分析器３０２は、送信されたパルスの時間とリターンエコーパルスの時間との間の時間遅延、送信されたパルスが所定のレベルまで減衰する時間、高調波特性の変化、および／またはオーディオ送信信号の全スペクトルの一部の減衰を決定してもよい。

【0024】

一態様によれば、ソニック導管トレーサシステム１００は、オーディオスペクトル分析器３０２によるリターン信号の分析に基づいて導管の推定長さを決定するように構成されてもよい。導管の推定長さは、送信されたオーディオ信号とオーディオリターン信号との間の差に基づいて、および／または様々な送信されたオーディオ周波数およびそれに続く様々なオーディオ周波数間の効果の差、例えば送信されたパルスの時間とリターンエコーパルスの時間との間の時間遅延に基づいて、および／または送信されたパルスが所定のレベルまで減衰する時間に基づいて、および／または高調波特性の変化に基づいて、および／または送信されたオーディオ信号の全スペクトルの一部の減衰に基づいて、スペクトル分析器３０２によってさらに決定されてもよい。

【0025】

一例として、導管の推定長さは、速度＝距離／時間などの確立された式を利用することによって決定されてもよい。音が（標準的な温度および圧力において）海面で毎秒約３４０メートルで移動することは十分に確立されているため、速度が約３４０ｍ／ｓであることと、エコーの時間（戻り距離を補償するために１／２で除算）とを既に知っていることにより、距離数値を容易に解くことができる。導管の遠位端はキャップされていてもキャップされていなくてもよいことに留意されたい。その遠位端が実際にキャップされている場合、受信機は強いエコーを検出する。しかしながら、遠端がキャップされていない場合、音波が導管の端部を出るときにスペクトル分析器は歪みを検出し、この変化までの経過時間が時間数値として使用される。システムは、リモート端が明確なエコーの欠如および／またははるかに高い一般的な減衰によってキャップされているかどうかを区別することができる。試験中の導管がキャップされていないとシステムが決定した場合、検出された時間数値は、キャップされた導管の場合のように半分にはならない。

【0026】

異なるサイズの導管は、様々なオーディオ周波数およびそれらの減衰、歪みなどにおける測定結果に対する本質的に異なる劣化効果を有するので、導管の内部サイズに応じてオーディオ送信機によって使用されるオーディオ周波数を最適化することが重要である。したがって、導管内径のサイズは、導管の推定長さを決定するときにソニック導管トレーサシステム１００への入力として提供されてもよい。一実施形態によれば、ソニック導管トレーサは、追跡されている特定の導管サイズに対してその回路を自動的に最適化、調整、および／または較正してもよい。そのようなサイズ関連の送信されたオーディオ特性は、オーディオスペクトル帯域幅、パルス繰返し率、パルスオーディオ周波数などを含んでもよい。単一の送信された周波数が使用されてもよく、または複数の周波数拡散が使用されて、様々な周波数のリターン効果を分析することによって推定導管長さが決定されてもよい。

【0027】

したがって、特定の態様によれば、最初のステップとして、対象の導管のサイズを決定するようにソニック導管トレーサシステム１００を構成してもよい。一実施形態によれば、図１～図３を参照すると、ソニック導管トレーサシステム１００は、１つまたは複数のアダプタ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ（まとめて１０６）を含んでもよい。１つまたは複数のアダプタ１０６は、標準的な内径（１インチ／２インチ／３インチなど）を有する導管の端部に嵌合（例えば、滑り嵌め、戻り止め嵌め、スナップ嵌め、圧入など）するように構成された様々なサイズを提供することができる。したがって、１つまたは複数の対応するサイズの導管に嵌合するサイズのアダプタを、ソニック導管トレーサ装置本体１０１の端部１０８または出力ポートに（例えば、滑り嵌め、戻り止め嵌め、スナップ嵌め、圧入などを介して）取り付けられてもよい。例えば、ソニック導管トレーサ装置本体には、アダプタの凹部１１０と係合するように構成されたインデックスキー突起１０９が設けられてもよい。

【0028】

一実施形態によれば、ソニック導管トレーサシステム１００は、ソニック導管トレーサ装置の本体１０１上に手動導管サイズ選択ノブ１０３またはスイッチを備えてもよい。この選択ノブ１０３は、ユーザによって手動で設定されると、ソニック導管トレーサシステムに、どのアダプタサイズ１０６Ａ、１０６Ｂなどがソニック導管トレーサ装置の本体１０１に取り付けられたか、ひいては、選択すべき所与の導管サイズに適した送信されたオーディオ特性を通知する。

【0029】

他の実施形態では、自動の導管アダプタサイズ１０６の決定が可能になり得る。例えば、導電性ストリップ１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃなど（まとめて１０７）が、各アダプタ１０６の内側縁部に取り付けられてもよい。様々なサイズのアダプタの各々について、各導電性ストリップ１０７Ａ、１０７Ｂなどの位置は、インデックスキー１０９およびアダプタくぼみ１１０に対して異なるオフセット位置にあってもよい。図１および図３にも示すように、ソニック導管トレーサ装置の本体１０１には、複数の異なるセットのサイジング接点１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃなど（まとめて１０５）が対応して設けられてもよい。任意の所与のサイズのアダプタについて、導電性ストリップ１０７は、装置本体１０１上の適切なサイジング接点と整列して接触する。このようにして、各異なる導管サイズのアダプタ１０６Ａ、１０６Ｂなどは、１対のサイジング接点１０５Ａ、１０５Ｂなどのみを電気的に架橋することによって、どの導管サイズが追跡されているかをソニック導管トレーサシステムに自動的に通知する。

【0030】

図１に示すように、ソニック導管トレーサ本体のインデックスキー１０９がアダプタ凹部１１０、例えば２インチ導管サイズのアダプタ１０６Ａと嵌め合うと、そのアダプタ１０６Ａの導電性ストリップ１０７Ａは、例えば装置本体上の接点１０５Ａと一致する。したがって、この特定の電気回路を閉じると、２インチアダプタが取り付けられていることがソニック導管トレーサシステム１００に自動的に示される。手動導管サイズ決定方法を使用するか自動導管サイズ決定方法を使用するかをソニック導管トレーサシステムに通知するために、スイッチ１０４が設けられてもよい。

【0031】

動作上、ソニック導管トレーサシステム１００の少なくとも一部（例えば、本体１０１に取り付けられたアダプタ１０６）は、追跡されている導管の近位端に挿入されるように構成されてもよい。図１を参照すると、ソニック導管トレーサシステム１００を作動させるための電源スイッチ１０２が設けられてもよい。図２を参照すると、ソニック導管トレーサシステム１００の特定の動作モードを選択するための機能スイッチ２０２が設けられてもよい。例えば、「長さ」モード２０３にあるとき、ソニック導管トレーサシステム１００は、送信機３００（図３参照）のスピーカまたはトランスデューサを介して一連のソニックパルスを送出してもよい。その後、受信機３０１のマイクロフォンは、送信パルスの時間とパルスエコーリターンの時間との間のエコータイミング、「トレイリングテール」の長さ（パルスの減衰時間の長さ）などの返されたソニック信号特性、および／または全ソニックスペクトルの一部の減衰などの他の変更された高調波特性、または他のソニック特性修正を「リッスン」してもよい。好ましい実施形態では、送信される信号は、（超音波信号とは対照的に）人間が聞くことが可能である周波数範囲のオーディオ信号である。超音波周波数を利用しない理由はいくつかある。第一に、開示されている導管追跡システムは、例えば、１００フィートを超える長さ、すなわち超音波センサベースの測定システムの比較的短い測定範囲をはるかに超える距離であり得る導管を追跡する能力を有する。第二に、開示されたシステムは、音がどの導管から発せられているかを人が容易に決定することができる可聴信号を提供する。送信機３００による送信期間中、受信機３０１のマイクロフォンは、瞬間的にミュートされてもよく、音の送信が停止する時間間隔の後、受信機３０１のマイクロフォンは、リターンエコーを受信して計時するためにミュート解除されてもよい。

【0032】

送信および受信されたソニック特性（例えば、オーディオ特性）は、ソニック導管トレーサシステム装置本体１０１に組み込まれ得るオーディオスペクトル分析器３０２（図１～図３参照）によるなどの一般的に使用される様々な方法で比較されてもよい。例えば、スペクトル分析器３０２は、（エコーロケーションを介して）返されたオーディオパルスデルタの（標準的な温度および圧力での）海面における既知の毎秒約３４０メートルや、オーディオ特性劣化のタイミングなどを使用して、対象の導管の概略導管長さ計算を決定することで、総トリップ（往復）タイミング間隔（すなわち距離）を決定してもよい。導管の推定長さ２０１は、読み出し部２００に表示されてもよい（図２参照）。

【0033】

一実施形態によれば、導管の推定長さ２０１が決定されると、結果として得られる推定導管長さ２０１は、導管の近位端からの探索距離または探索半径を制限するためのツールとして利用されてもよく、したがって、推定導管長さ２０１が決定および表示されてもよく、近位位置からその探索距離内に位置する導管終端部の探索が行われてもよい。換言すれば、導管の遠方端または終端部を見つけることができる適切な機器室やキャビネットなどを見つけるために、推定導管長さ２０１に見合った円弧における導管の開始点からの探索が行われてもよい。

【0034】

一実施形態によれば、ソニック導管トレーサシステム１００は、スイッチ２０２（図２参照）によって可聴プレゼンスまたは「追跡」モード２０４または「長さ決定」モード２０３の間で切り替えられてもよい。動作的には、探索モード２０４は、ソニック／オーディオ周波数（または交互のオーディオ周波数）、パルス繰返し率、および非常に特徴的であり、日常生活で通常経験する音とは異なるように設計されたオーディオケイデンスの組合せを利用してもよい。「ホワイトノイズ」などの音は、「長さ」モード２０３または「追跡」モード２０４のいずれかで利用されてもよい。オーディオ周波数および／または特性選択はまた、導管の反対側または遠方端で知覚されるオーディオレベルを最大化するために、特定の導管サイズおよび／または決定された推定導管長さに基づいて自動的に選択されてもよい。

【0035】

異なる直径の導管は異なる共振長およびオーディオ特性へのその後の影響を有するので、ソニック導管トレーサシステム１００のさらなる実施形態は、管が適切に「音を出す」（共振する）ことを可能にするようにオルガン管が調整される方法と同様に、特定の導管サイズに対してその使用を最適化するために調整可能なスペクトル範囲およびパルス繰返し率を特徴としてもよい。ソニック導管トレーサ１００は常に導管の一端にアクセスできるので、導管サイズは、上述したように容易に決定することができ、適切な送信されたソニック調整設定は、自動的にまたは手動で行われ得る。

【0036】

探索半径円弧が分かると、人は、探索円弧内の、探索円弧によってカバーされる場所を訪問し、特徴的な送信された音を聞くだけでよい。特定の場所が静かである（それでも遠位端が開いているとシステムが決定した）場合、探索している人は、導管をさらにチェックして、特徴的な兆候を示す音を提示しないその場所の特定の導管を識別することによって、その場所で時間を無駄にするのではなく、すぐに次の場所に進むことができる。さらに、導管は、共通の出発点で始まるが、例えば建物の異なるフロアで終わり得ることが多い。導管のおおよその長さまたは推定長さを知ることによって、あるフロア上の一致する円弧探索位置のすべてが音の存在なしに探索された場合、その時点で、総推定導管長さからフロア間測定値を減算することによって、隣接するフロア上で以前と同じ方法で新しいより小さい円弧を決定および探索することができる。この長さ減算プロセスは、その後、導管の遠方端が見つかるまで繰り返されてもよい。

【0037】

ソニック導管トレーサが特に有利であり、いくつかの方法で省力化を提供することが予想される。第一に、ソニック導管トレーサおよび位置特定プロセスは、従来の２人の要件と比較して、任意選択的に１人のみで達成することができる（ただし、２人以上であれば確実にソニック導管トレーサプロセスも高速化する）。第二に、部屋、エリアなどの全セクションをさらに探索する必要性を直ちになくすことができるので、識別されたエリア内の導管の位置特定の仕事を達成することははるかに容易になる。

【0038】

別の態様によれば、図４に示すように、ソニック導管トレーサシステム４００が提供されてもよい。システム４００は、空の電気導管または管の内部の適切なサイズのユニット４００に緩く「滑り嵌め」するようなサイズであってもよい。さらに、システム４００は、可撓性導管フィーダ４０１、例えば一般的なワイヤ導管「スネーク」ツールに取り付けられるように構成されてもよい。適切なサイズのソニック導管トレーサシステム４００を導管４０４に押し込んで、ソニック導管トレーサシステム４００を導管の遠方端または終端端のより近くに配置することができるように、スネークツール４０１が使用されてもよい。導管内部において、ソニック導管トレーサシステム４００は、特徴的なトーン４０２を能動的に送信または放出してもよい。特定の実施形態によれば、システム４００は、導管の内部に嵌合するようなサイズのソニック送信機のみを含んでもよい。システム４００は、重力が導管供給プロセスを支援する垂直導管と共に使用するのに特に適している。

【0039】

特定の態様によれば、導管を追跡する方法は、空の導管の近位端からその導管の内部長さにわたってソニック信号を送信するステップと、導管の近位端でソニックリターン信号を受信するステップと、導管の推定長さを決定するためにソニックリターン信号を分析するステップとを含む。ソニック信号は、オーディオ周波数信号および／または近オーディオ周波数信号であってもよい。特定の実施形態によれば、分析するステップは、送信された信号とリターン信号との間の１つまたは複数の差に基づいて導管の推定長さを決定するステップを含んでもよい。例えば、分析するステップは、送信されたパルスの時間とリターンエコーパルスの時間との間の遅延、送信されたパルスが所定のレベルまで減衰する時間、高調波特性の変化、および／またはオーディオ送信信号の全スペクトルの一部の減衰に基づいて、導管の推定長さを決定するステップを含んでもよい。

【0040】

他の実施形態によれば、信号を送信するステップは、パルス化された信号を有するオーディオ信号を送信するステップ、単一の周波数を有する連続オーディオ信号を送信するステップ、複数の周波数拡散を有する連続オーディオ信号を送信するステップ、第１のスペクトル帯域幅を有するオーディオ信号を送信するステップ、第１のパルス繰返し率を有するオーディオ信号を送信するステップ、および／または第１のパルス周波数特性を有する信号を送信するステップを含んでもよい。別の実施形態によれば、送信するステップは、第１のスペクトル帯域幅、第１のパルス繰返し率、および／または第１のパルス周波数特性を有する第１の信号を送信し、次いで、第２のスペクトル帯域幅、第２のパルス繰返し率、および／または第２のパルス周波数特性を有する第２の信号を送信するステップを含んでもよい。さらに別の実施形態によれば、送信するステップは、導管の長さにわたって音オーディオ「ホワイトノイズ」を送信するステップを含んでもよい。「ホワイトノイズ」は、均一な強度で広いオーディオ周波数範囲を、例えば同じ強度ですべての周波数を包含するので、導管の長さに対する特定の周波数オーディオ減衰を決定するのに特によく適している。

【0041】

別の態様によれば、導管を追跡する方法は、導管の内径を自動的に決定するステップをさらに含んでもよい。さらに、送信するステップは、導管が第１の内径を有するときに第１の信号を送信し、導管が第２の内径を有するときに第１の信号とは異なる第２の信号を送信するステップを含んでもよい。

【0042】

図５を参照すると、ソニック導管トレーサシステム１００を使用する例示的な方法を示すフローチャートが示されている。ステップ５０１において、ソニック導管トレーサシステム１００は、例えば、空の導管の近位端にアダプタ１０６を挿入することによって、導管に関連付けられる。ステップ５０１において、ソニック導管トレーサシステム１００は、スイッチ１０２を介して作動させられる。ステップ５０２において、ソニック導管トレーサシステム１００のモードが選択される。モードは、「追跡」または「長さ」のいずれかとしてスイッチ２０２を介して選択することができる。

【0043】

「長さ」モードが選択された場合、ソニック導管トレーサシステム１００はステップ５０３に進む。ステップ５０５および５０６において、導管のサイズが（ユーザによって、または上記で開示されたように自動的に）決定される。ステップ５０４において、スイッチ１０４を使用して、導管のサイズをステップ５０６において手動で決定するか、ステップ５０５において自動的に決定するかを選択する。導管のサイズが決定されると、送信機３００はオーディオ信号を発することができ、受信機３０１はオーディオリターン信号を受信することができ、スペクトル分析器３０２はステップ５０７またはステップ５０８において導管の推定長さ２０１を決定することができる。

【0044】

導管の長さが決定された後、ソニック導管トレーサシステム１００のモードは、ステップ５０２において（スイッチ２０２を介して）「追跡」または「位置決め」モードに切り替えられてもよい。ステップ５１０において、送信機３００は、ユーザが聴覚的手段によって導管の遠方端を位置特定するのを容易にするために、任意のバックグラウンドノイズとは異なる信号を送信してもよい。

【0045】

本開示をその特定の実施形態に関して例示および説明してきたが、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本開示に対する様々な修正を行うことができることを当業者は理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】