) (9b) (9c) (9d) (9e) (9f)折叠成曲折状， 从而能够使得薄膜电极（22b) (22c) (22d) (22e)不会短路，所以无需绝缘层，只靠将上下的 薄膜电极彼此连接即可，因此能够简单地得到层叠构造。
[0192] 根据上述从第8到第10实施方式的泄露检测器（6)，由压电元件层（9A) (9B)及加 强材料层（52)形成的层叠体（51)，仅一部分被支承于基座（21)，重物（28)被负载于层叠 体（51)的未被支承于基座（21)的部分，所以能够与第2实施方式等同样地，使共振频率降 低。
[0193] 而且，能够支承压电元件的一端或两端，并根据上述弹性常数计算式和上述共振 频率的计算式，按所期望的共振频率设定检测器。
[0194] 将重物负载于压电元件的系统的共振频，优选，被设定为10Hz~1000Hz之间。通 过设为压电元件的仅一部分被支承于基座而重物被负载于压电元件的未被支承于基座的 部分，从而容易将共振频率设为1000Hz以下。通过这样设定，能够使上述泄露检测器（6) 适于合成树脂管的流体泄露调查。
[0195] 使压电元件弯曲变形的结构，除上述实施方式（与第2实施方式相对应）外，也可 以设为与从第3到第7实施方式相对应的实施方式。
[0196] 作为图19所示的泄露检测器的1例（实施例1)，加强材料层（52)设为由长度 (图16的左右方向尺寸）为40mm、宽度（图16的纸面方向尺寸）为25mm、厚度700μπι的 PET片形成，压电元件层（9Α) (9Β)设为通过将厚度ΙΙΟμπι的PVDF制的膜层叠3枚而形成。 通过将薄膜电极设置于压电元件层（9Α) (9Β)，压电元件层（9Α) (9Β)的1层量的厚度变为 122μm〇
[0197] 带薄膜电极（22a) (22b) (22c)的压电元件层（9a) (9b) (9c)的弯曲弹性模量为 21GPa，加强材料层（52)的弯曲弹性模量为3.0GPa。重物（28)的质量为1.2g。
[0198] 压电元件层（9A) (9B)的厚度为3层量的合计厚度即366μπι，层叠体（51)的总厚 度为1066μπι。此时的中立轴，使用图21所示的关系被计算为距层叠体（51)上表面673μπι 的位置，该位置处于由PET片形成的加强材料层（52)的内部。从层叠体（51)的中立轴到 压电元件层（9A) (9B)的下表面，离开207μπι。这相当于层叠体（51)的厚度的约1/5。
[0199] 该实施例1的泄露检测器中，能够得到图24所示那样的检测漏水音所必需的大信 号。
[0200] 作为图20所示的泄露检测器的1例（实施例2)，加强材料层（23)设为与实施例 1的相同，上下压电元件层（9A) (9B)设为均是与实施例1的上下压电元件层（9A) (9B)从同 一膜切割出来的。因此，层叠体（51)的总厚度为1432μπι。中立轴的位置是距层叠体（51) 的上表面716μπι的位置，处于由PET片形成的加强材料层（52)的内部。从层叠体（51)的 中立轴到各压电元件层（9A) (9B)与加强材料层（52)的边界面离开350μπι。这相当于厚度 的约1/4。
[0201] 根据实施例2的泄露检测器，能够得到图24所示那样的检测漏水音所需的大信 号，另外，与实施例1相比也能得到大信号。
[0202] 根据上述泄露检测器（6)，对于振动，能够利用弯曲变形，从而能够将重物（28)负 载于压电元件层（9Α) (9Β)的系统的共振频率容易地设定为所期望的较小的值。即，根据上 述各实施方式的泄露检测器（6)，能够在比1000Hz低的低频侧的频带记录到大信号，对于 以往难以检测的由聚氯乙烯制那样的合成树脂管的漏水产生的振动声，灵敏度变高。另外， 在利用弯曲变形的情况下，在仅由压电元件层形成的泄露检测器中，在内部压缩与拉伸相 互削减，但通过设为压电元件层（9A) (9B)与加强材料层（52)的层叠体（51)，从而压电元件 层（9A) (9B)的位置能够从层叠体（51)的中立轴离开，在上侧或下侧的各压电元件层（9A) (9B)内仅发生压缩与拉伸中的某一个，能够大幅度地提高灵敏度。
[0203] 因此，通过使用该泄露检测器（6)，对于由合成树脂管的流体泄露产生的振动声灵 敏度变高、能够将设置间距取得较长，所以能够实现更高效的合成树脂管的漏水调查。
[0204] 图22及图23表示本发明涉及的泄露检测器（6)的第11实施方式，泄露检测器 (6)具备：铁制的基座（21);被设置于基座（21)上的膜状压电元件（9);支承压电元件（9) 的支承机构（61);在压电元件（9)的两面涂敷银糊而形成的上下一对薄膜电极（22) (23); 被层叠于上侧的薄膜电极（22)之上的重物（28)。
[0205] 支承机构(61)具备：下端部被固定于基座（21)而用上端部支承压电元件（9)的 支柱（62);在基座（21)上移动的滑块（63)。
[0206] 该实施方式是在图8所示的第2实施方式中追加滑块（63)而成的。
[0207] 支柱（62)与上侧及下侧的薄膜电极（14) (15)之间绝缘，在各薄膜电极（14) (15) 安装有引线（17) (18)。在引线（17) (18)连接有解析装置（8)，由此，测定上侧的薄膜电极 (14)与下侧的薄膜电极（15)之间的电位差并发送到解析装置（8)。
[0208] 与第2实施方式同样地，支柱(62)对压电元件（9)的支承被设为悬臂支承，压电 元件（9)的一端部被支承于支柱(62)的上端部，重物（28)被层叠于压电元件（9)的他一 端部。
[0209] 滑块（63)由上下夹持板（64) (65)和连结上下夹持板（64) (65)的连结板（66)形 成，所述上下夹持板(64) (65)从上下两侧夹着被设为悬臂支承的压电元件（9)及薄膜电极 (22) (23)的接近支柱（62)侧的部分而相对。
[0210] 为了针对由合成树脂管（3)的流体泄露产生的振动声提高灵敏度，优选，设为能 够对合成树脂管（3)的特征性振动即低频区域的信号进行计测，通过设为悬臂构造，针对 由合成树脂管（3)的流体泄露产生的振动声、灵敏度变高。由此，在配管的监视装置（1)中， 能够将泄露检测器（6)的设置间距取得较长，所以能够实现更高效的合成树脂管（3)的漏 水调查。
[0211] 滑块（63)在处于图22所示的初始位置的情况下从压电元件（9)离开。滑块（63) 设为能够从图22所示的初始位置向图的右方移动，此时，如图23所示，能够从上下两侧夹 着压电元件（9)及薄膜电极（22) (23)的接近支柱（62)侧的部分而在基座（21)上移动。 由此，压电元件（9)的被支承的部分的长度变长，悬臂梁的长度（S卩、上述式中的长度L)变 短。
[0212] 因此，泄露检测器（6)，作为共振频率的最小值，在滑块（63)处于图22所示的初始 位置的情况下，具有与图8所示的泄露检测器（6)相同的共振频率，并且具有随着滑块（63) 向右方移动共振频率变大的可变的共振频率。
[0213] 由配管的泄露产生的泄露振动，其成为高峰的频率因配管的材质和/ 口径而不 同。例如，合成树脂管有与金属管相比较频率小的倾向，有□径越大频率越小的倾向。例如， 如果是的氯乙烯制配管，则泄露频率的高峰多出现在?ο~2〇〇Hz，如果是的铸铁 管则泄露频率的高峰多出现在300~500Hz。如果是φ250:的铸铁管则泄露频率的高峰多 出现在100~300Hz。这样泄露频率的高峰多种多样，而如果实现上述泄露检测器（6)，则能 够利用共振现象，配合配管的材质和口径以机械方式变更梁的长度，自如地控制共振频率。
[0214] 在φ75的氯乙烯制配管与φ75~φ250的铸铁管为对象的情况下，只要支承机 构（13)进行支承的支承位置与重物（16)的负载位置的距离最大时（图22的状态下）泄 露检测器（6)的共振频率被设定为150Hz以下，支承机构（13)进行支承的支承位置与重物 (16)的负载位置的距离最小时（从图23状态滑块（20)进一步向右方移动而连结板（33) 抵接于支承机构（19)的状态）的泄露检测器（6)的共振频率被设定为400Hz以上，即可。
[0215] 将泄露检测器（6)的压电元件（12)的厚度设为2mm、将长度设为60mm、将宽度设 为25mm，将作为梁的弹性模量设为3GPa、将重物（16)的重量设为lg(实施例3)。此时图 22所示的状态的泄露检测器（6)的共振频率变为133Hz。若将该泄露检测器（6)设为图23 的状态，将梁的长度设为35mm，则共振频率变为298Hz，若将梁的长度设为25mm，则共振频 率变为493Hz。
[0216]根据该实施例3,即使是φ75的氯乙烯制配管、φ75的铸铁管及φ250的铸铁管 任一，泄露频率也处于泄露检测器(6)的共振频率的可变范围内，也能够通过变更共振频 率来应对。
[0217] 通过变更压电元件（9)的厚度、长度、宽度及弹性模量还有重物（28)重量，能够变 更泄露检测器（6)的共振频率的最小值即可变范围。这样一来，根据该泄露检测器（6)，使 用同一泄露检测器（6)，通过使其共振频率改变，从而能够进行对各种配管部件中的流体泄 露的检测。
[0218] 上述各实施方式的泄露检测器（6)，除检测来自自来水的配管装置的漏水的用于 外，也可以用于检测自来水以外的各种配管内的漏水用途、和检测例如工厂内的药液等配 管中的药液等流体的泄露的用途等。
[0219] 产业上的应用可能性
[0220] 根据该发明，在由自来水管、建筑物配管、工厂内配管等形成的各种配管中，能够 高精度地检测流体泄露，所以能够提高配管中的流量监视和异常检测等的精度。
【主权项】
1. 一种泄露检测器，检测由于来自配管的流体泄露而产生的振动声，其特征在于，具 备：基座；压电元件，被支承于基座而将振动声转换为电信号；重物，被负载于压电元件，压 电元件由高分子压电材料形成。2. 根据权利要求1所述的泄露检测器，其特征在于， 压电元件仅一部分被支承于基座，重物被负载于压电元件的未被支承于基座的部分。3. 根据权利要求1或2所述的泄露检测器，其特征在于， 将重物负载于压电元件的系统中的共振频率被设定为IOHz~1000 HZ之间。4. 根据权利要求1到3中任一项所述的泄露检测器，其特征在于， 压电元件层叠于加强材料层的上下的至少一个面。5. 根据权利要求1到4中任一项所述的泄露检测器，其特征在于， 通过将压电元件的由支承机构支承的支承位置与重物的负载位置的距离设为能够以 机械方式改变，从而使共振频率成为可变。6. 根据权利要求1到5中任一项所述的泄露检测器，其特征在于， 压电元件为聚偏氟乙烯的拉伸膜。7. -种泄露检测方法，其特征在于， 通过将权利要求1到6中任一项所述的泄露检测器设置于配管部件的附近，检测由于 来自配管的流体泄露而产生的振动，从而判定有无流体泄露。8. -种配管网的监视装置，其特征在于，具备： 多个泄露检测器，其分别安装于由管及接头形成的配管网的多个部位，将伴随配管内 流体的移动产生的压力变动转换为电荷信号； 通信机，其将在各泄露检测器所得的电荷信号发送；和 显示装置，其在远处接收来自通信机的发发送息并予以显示， 泄露检测器具备基座、被支承于基座而将振动声转换为电信号的压电元件和被负载于 压电元件的重物，压电元件由高分子压电材料形成。
【专利摘要】提供对于由合成树脂管的漏水产生的振动声灵敏度高、且能够将设置间距取得较长，所以能够实现更高效的合成树脂管的漏水调查的泄露检测器。泄露检测器(6)具备：基座(11)；压电元件(9)，被支承于基座(21)而将振动声转换为电信号；重物(28)，被层叠于压电元件(9)。压电元件(9)由高分子压电材料形成。压电元件(9)的一端部被支承于支柱(27)的上端部，重物(28)被层叠于压电元件(9)的另一端部。
【IPC分类】G01H11/08, G01M3/24
【公开号】CN105247335
【申请号】CN201380049680
【发明人】近藤博昭
【申请人】积水化学工业株式会社
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2013年9月20日
【公告号】EP2899526A1, EP2899526A4, US20150247777, WO2014046237A1