SU1710929A1 - Method of automated location of defective section in piping systems - Google Patents

Method of automated location of defective section in piping systems Download PDF

Info

Publication number
SU1710929A1
SU1710929A1 SU894682691A SU4682691A SU1710929A1 SU 1710929 A1 SU1710929 A1 SU 1710929A1 SU 894682691 A SU894682691 A SU 894682691A SU 4682691 A SU4682691 A SU 4682691A SU 1710929 A1 SU1710929 A1 SU 1710929A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
nodes
monitored
pressure
sensors
leakage
Prior art date
Application number
SU894682691A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Маркович Вязнер
Юлия Адольфовна Войтинская
Лев Николаевич Камышев
Анатолий Андреевич Колбаса
Вадим Анатольевич Сиротенко
Владимир Иванович Булавин
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ
Priority to SU894682691A priority Critical patent/SU1710929A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1710929A1 publication Critical patent/SU1710929A1/en

Links

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

Изобретение м.б. использовано дл  автоматизированного вы влени  поврежденного участка в трубопроводных системах с тупиковой разводкой во всех инженер ных трубопроводных сет х городского хоз йства . Цепь изобретени  - повышение надежности, эффективности и точности определени  момента и места повреждени  при уменьшении числа контролируемых узлов. Датчики давлени  устанавливают в контролируемых узлах. Задают последовательность и дискретность опроса участков и определ ют поврежденный участок по величине изменени  давлени . Датчики устанавливают , в узлах, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, дл  чего перед оперативным вы влением повреждений производитс  анализ гидравлической сети с помощью ЭВМ путем построени  матрицы по заданной формуле. На основе опроса датчиков и статистического анализа р да последовательных замеров давлени  в каждом контролируемом узле выдел ют группу участков , дл  к-рых наибольшее кол-во узлов, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, дл  провер емого участка совпадает с узлами, в к-рых изменилось давление. Из этой группы выбирают участок с наибольшей веро тностью -оценки участка, считающегос  поврежденным. 1 ил. С «%Invention m. Used for automated detection of the damaged area in dead-end pipelines in all engineering networks of the city economy. The circuit of the invention is to increase the reliability, efficiency and accuracy of determining the moment and place of damage while reducing the number of monitored nodes. Pressure sensors are installed at monitored sites. The sequence and discreteness of the polling of the sites are determined and the damaged area is determined by the magnitude of the pressure change. The sensors are installed in the nodes that are most sensitive to leakage, for which, prior to operative detection of damage, the hydraulic network is analyzed using a computer by constructing a matrix using a predetermined formula. On the basis of a survey of sensors and statistical analysis of a series of consecutive pressure measurements at each monitored node, a group of sections is selected, for which the largest number of nodes that are most sensitive to leakage for the tested section coincides with nodes, in which pressure. From this group, the area with the highest likelihood of the site considered to be damaged is selected. 1 il. WITH "%

Description

нn

о оoh oh

м оm o

Изобретение относитс  к технике обнаружени  повреждений трубопроводов и может быть использовано во всех инженерных трубопроводных сет х городского хоз йства .This invention relates to a technique for detecting damage to pipelines and can be used in all engineering networks of an urban community.

Известен способ определени  мест утечек в трубопроводных сет х, основанный на улавливании переднего фронта (импульса) волны понижении давлени . При известных скорост х распространени  волны, длинах участков и разности времени прихода переднего фронта волны к контрольным точкам определ ют место повреждени .A known method for determining leaks in pipeline networks is based on capturing the leading edge (impulse) of the pressure drop wave. At known wave propagation speeds, lengths of sections and differences in the time of arrival of the leading front of the wave to the control points, determine the place of damage.

Этот метод дорог и сложен. Его применение предъ вл ет высокие требовани  к техническому обеспечению, так как он требует высокоскоростных некоммутируемых каналов св зи. Метод отличает также низка  помехоустойчивость, что затрудн ет его практическую реализацию (1),This method is expensive and complicated. Its application places high demands on technical support, since it requires high-speed non-switched communication channels. The method is also distinguished by low noise immunity, which complicates its practical implementation (1),

Из известных способов дл  обнаружени  поврежденных участков трубопроводов наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ, основанный на регистрации снижени  давлени , где с целью определени  поврежденного участка задают последовательность опроса датчиков давлени  и допустимые скорости понижени  давлени , замер ют давление в контролируемых узлах, вычисл ют скорость его изменений между замерами, сравнивают ее с допустимой и по превышению последней определ ют поврежденный участок.Of the known methods for detecting damaged sections of pipelines, the closest in technical essence is a method based on detecting a decrease in pressure, where, in order to determine the damaged section, a sequence of interrogation of pressure sensors and allowable rates of pressure decrease are determined, pressure is measured at monitored sites, its changes between measurements, compare it with the allowable one and determine the damaged area by exceeding the latter.

Недостатком этого способа  вл ютс  высока  стоимость, трудность технической реализации и низка  эффективность1 определени  поврежденного участка.The disadvantage of this method is the high cost, the difficulty of technical implementation and the low efficiency 1 of determining the damaged area.

Дл  вы влени  поврежденных участков требуетс , чтобы каждый узел сети (место сли ни  и разделени  потоков) был контролируемым- , т.е. был оснащен датчиком давлени  и аппаратурой телемеханики, что требует большой прот женности каналов св зи.In order to detect damaged areas, it is required that each network node (the point of flow merging and separation) is controllable, i.e. It was equipped with a pressure sensor and telemechanics equipment, which requires a large distance of communication channels.

Трудность технической реализации этого способа на практике обусловлена необходимостью установки в подземных камерах и колодцах аппаратуры телеизмерени  ввиду преимущественно подземной прокладки инженерных коммуникаций.The difficulty of the technical implementation of this method in practice is due to the need to install telemetry equipment in underground chambers and manholes due to the predominantly underground installation of utilities.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение надежности, эффективности и точности определени  момента и места повреждени  при уменьшении числа контролируемых узлов.The aim of the invention is to increase the reliability, efficiency and accuracy of determining the moment and place of damage while reducing the number of monitored nodes.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что по способу автоматизированного вы влени  поврежденного участка в трубопроводных системах, который включает в себ  установку датчиков давлени  в контролируемых узлах, задание последовательности и дискретности их опроса и определение поврежденного участка по величине изменени  давлени , датчики устанавливают в узлах, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, дл  чего перед оперативным вы влением повреждений производитс  анализ гидравлической сети с помощью ЭВМ на предмет сравнени  чувствительности узловThe goal is achieved by the method of automated detection of a damaged section in pipeline systems, which includes installing pressure sensors at monitored units, setting the sequence and discreteness of polling them, and determining the damaged area according to the magnitude of the pressure change. leakage sensitivity, for which, before operative detection of damages, a hydraulic network is analyzed using a computer to compare h node performance

путем построени  матрицы чувствительности по формуле:by constructing a sensitivity matrix using the formula:

15 3,Г 15 3, G

2020

где Stj - элементы матрицы чувствительности;where Stj - elements of the sensitivity matrix;

OKI. GJI - расчетные расходы на участке, между узлами К и i. J и 1;Oki. GJI - estimated costs for the section, between nodes K and i. J and 1;

Рк, PI, PJ - расчетные давлени  в узлахРк, PI, PJ - design pressure in nodes

К, I, j;K, I, j;

далее выбираютс  узлы, обладающие наибольшей чувствительностью к утечке на данном участке по зависимости:then nodes are selected that are most sensitive to leakage in this area according to:

5five

00

5five

00

где OK, okni - среднеквадратична  ошибка измерений в К и Кт узлах, а затем на основе опроса датчиков и статистического анализа р да последовательных замеров давлени  в каждом контролируемом узле выдел ют группу участков, дл  которых наибольшее количество контролируемых узлов , обладающих наибольшей чувствительностью к утечке дл  провер емого участка, совпадает с узлами, в которых изменилось давление, а из этой группы выбирают участок с наибольшей веро тностью оценки участка, считающегос  поврежденным.where OK, okni is the mean square measurement error at K and Kt nodes, and then based on a survey of sensors and a statistical analysis of a series of consecutive pressure measurements at each monitored node, a group of sections for which the largest number of monitored nodes with the highest leakage sensitivity for of the tested area coincides with the nodes in which the pressure has changed, and from this group choose the area with the highest probability of assessing the area considered damaged.

Формула предусматривает расчет элементов матрицы дл  трех случаев: а) несмежных узлов; б) смежных узлов; в) совпадающих узлов.The formula provides for the calculation of matrix elements for three cases: a) non-adjacent nodes; b) adjacent nodes; c) matching nodes.

При анализе патентной и научно-технической литературы не вы влено технических решений, в которых присутствуют признаки , сходные с совокупностью отличительных признаков за вл емого технического решени .When analyzing the patent and scientific and technical literature, no technical solutions were found, in which there are signs similar to the set of distinctive features of the claimed technical solution.

Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает критерием существенные отличи .Therefore, the proposed technical solution has the criterion of significant differences.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.The drawing shows a device that implements the proposed method.

Устройство содержит датчики 1 давлени , вычислительное устройство 2, преобразователь 3 давлени  в электрический сигнал, блок 4 передачи информации, канал 5 св зи, блок 6 приема информации, устройство 7 согласовани , печатающее устройство 8 и системы 9 отображени  информации.The device comprises pressure sensors 1, a computing device 2, a pressure to electric signal converter 3, an information transmission unit 4, a communication channel 5, an information receiving unit 6, a matching device 7, a printing device 8 and information display systems 9.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

С интервалом 1-5 мин вычислительное устройство 2 через устройство 7 согласовани , блок 6 приема информации и преобразователь 3 давлени  и опрашивает датчики 1 давлени .With an interval of 1-5 minutes, the computing device 2 through the device 7 of the agreement, the information receiving unit 6 and the pressure transducer 3 interrogate the pressure sensors 1.

Дл  каждого контролируемого узла запоминаетс  р д последовательных измерений , давлени . После получени  очередного значени  вычисл ютс  статические характеристики (среднее, дисперси  и т.д.) по первой и второй половинам этого р да измерений.For each monitored node, a series of consecutive measurements of pressure is stored. After the next value is obtained, static characteristics (average, variance, etc.) are calculated for the first and second half of this series of measurements.

Если среднее значение, рассчитанное по второй половине р да измерений, статистически значимо отличаетс  от средней первой половины, а другие характеристики статистически устойчивы, признаетс  факт резкого изменени  давлени  в данном узле.If the average value calculated from the second half of the measurement range is statistically significantly different from the middle first half, and other characteristics are statistically stable, the fact of a sudden change in pressure in this node is recognized.

После локализации поврежденного участка вычислительное устройство 2 снова начинает регул рный опрос датчиков 1 давлени . Алгоритм вы влени  к локализации повреждений функционирует посто нно.After localization of the damaged area, the computing device 2 again starts regular polling of the pressure sensors 1. The detection algorithm to damage localization functions continuously.

Выбор точек контрол  по защите трубопроводной системы производитс  исход  из технической возможности и анализа матрицы чувствительности. Общее число датчиков определ етс  технико-экономическим расчетом и может быть значительно меньше полного числа узлов сети.The selection of control points for the protection of the pipeline system is made on the basis of the technical feasibility and sensitivity matrix analysis. The total number of sensors is determined by a feasibility study and can be significantly less than the total number of network nodes.

После этого переход т к оперативному вы влению повреждений.After that, the transition to operational damage detection.

Как показывают проведенные технико- экономические расчеты, годовой экономический эффект от внедрени  предложенного способа дл  района с установленной мощностью источника 250 Гкал/ч превышает 185,0 тыс. рублей.According to the conducted technical and economic calculations, the annual economic effect from the introduction of the proposed method for an area with an installed source capacity of 250 Gcal / h exceeds 185.0 thousand rubles.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ автоматизированного вы влени  поврежденного участка в трубопроводных системах, включающий установкуThe invention method of automated detection of a damaged area in pipeline systems, including the installation датчиков давлени  в контролируемых узлах, задание последовательности и дискретности их опроса и определение поврежденного участка по величине изменени  давлени ,pressure sensors in monitored nodes, setting the sequence and discreteness of their interrogation and determining the damaged area according to the magnitude of the pressure change, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, эффективности и точности определени  момента и места повреждени  при уменьшении числа контролируемых узлов, датчики устанавливают вcharacterized in that, in order to increase the reliability, efficiency and accuracy of determining the moment and location of damage while reducing the number of monitored nodes, the sensors are installed in узлах, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, дл  чего перед опера- тивным вы влением повреждений производитс  анализ гидравлической сети с помощью ЭВМ на предмет сравнени  чувствительности узлов путем построени  матрицы чувствительности по формуле:nodes that are most sensitive to leakage, for which, prior to operative damage detection, a hydraulic network is analyzed using a computer to compare the sensitivity of the nodes by constructing a sensitivity matrix using the formula: 20 Sr,20 Sr, -1.-one. где Sij - элемент матрицы чувствительности:where Sij is the element of the sensitivity matrix: Ою, GJI - расчетные расходы на участке: , Рк, PI, PJ - расчетные давлени  в узлах, далее выбираютс  узлы, обладающие наибольшей чувствительностью к утечке на данном участке по зависимостиOy, GJI - estimated costs at the site:, Pk, PI, PJ - design pressures at the nodes, then select the nodes that are most sensitive to leakage at the site according to j Syx SyKmjj Syx SyKmj Ok CTKm Ok CTKm Где SyK, SyKm - элемент матрицы чувствительности контрольного узла Km к участку у:Where SyK, SyKm is the element of the sensitivity matrix of the control node Km to the site y: OK, 0km - среднеквадратична  ошибка измерений в К и Km узлах,OK, 0km is the root mean square measurement error at K and Km nodes, а затем на основе опроса датчиков и статистического анализа р да последовательных замеров давлени  в каждом контролируемом узле выдел ют группу участков, дл  которых наибольшее количество контролируемых узлов, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, дл  провер емого участка совпадает с узлами в которых изменилось давление, а из этой группы выбирают участок с наибольшей в еро тностью оценки участка, считающегос  поврежденным.and then, based on a survey of sensors and statistical analysis of a series of consecutive pressure measurements at each monitored node, a group of areas for which the largest number of monitored nodes with the highest leakage sensitivity for the tested section coincides with the nodes in which the pressure has changed, and from This group chooses a site with the highest probability of estimating the area considered damaged.
SU894682691A 1989-02-22 1989-02-22 Method of automated location of defective section in piping systems SU1710929A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894682691A SU1710929A1 (en) 1989-02-22 1989-02-22 Method of automated location of defective section in piping systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894682691A SU1710929A1 (en) 1989-02-22 1989-02-22 Method of automated location of defective section in piping systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1710929A1 true SU1710929A1 (en) 1992-02-07

Family

ID=21443496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894682691A SU1710929A1 (en) 1989-02-22 1989-02-22 Method of automated location of defective section in piping systems

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1710929A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002057733A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Structural Monitoring Systems Ltd Self-monitoring method and apparatus for condition monitoring of a structure
US6715365B2 (en) 2000-05-03 2004-04-06 Structural Monitoring Systems, Ltd. System and method for the detection and propagation measurement of flaws in a component or structure
US7500383B2 (en) 2001-07-13 2009-03-10 Structural Monitoring Systems, Ltd. Method and apparatus for monitoring the integrity of components and structures
RU2525369C2 (en) * 2008-06-27 2014-08-10 ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани Method and device for real-time increase in fluid transfer pipeline operation efficiency
RU2606719C1 (en) * 2015-12-16 2017-01-10 Виль Файзулович Галиакбаров Pipeline condition monitoring system
RU2700491C1 (en) * 2019-01-10 2019-09-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 403&20, к . F 17 О 5/02,1973. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6715365B2 (en) 2000-05-03 2004-04-06 Structural Monitoring Systems, Ltd. System and method for the detection and propagation measurement of flaws in a component or structure
WO2002057733A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Structural Monitoring Systems Ltd Self-monitoring method and apparatus for condition monitoring of a structure
US7500383B2 (en) 2001-07-13 2009-03-10 Structural Monitoring Systems, Ltd. Method and apparatus for monitoring the integrity of components and structures
RU2525369C2 (en) * 2008-06-27 2014-08-10 ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани Method and device for real-time increase in fluid transfer pipeline operation efficiency
RU2606719C1 (en) * 2015-12-16 2017-01-10 Виль Файзулович Галиакбаров Pipeline condition monitoring system
RU2700491C1 (en) * 2019-01-10 2019-09-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Emergency situation detection method on multi-thread main pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4289019A (en) Method and means of passive detection of leaks in buried pipes
JP2878804B2 (en) Piping abnormality monitoring device
US6668619B2 (en) Pattern matching for real time leak detection and location in pipelines
EP2833113B1 (en) Leak detection method, water leakage detection method, leak detection device, and water leakage detection device
CA2158669C (en) Underground conduit defect localization
US6082193A (en) Pipeline monitoring array
KR101454288B1 (en) System for detecting leakage of service water tube
CN111222743B (en) Method for judging vertical offset distance and threat level of optical fiber sensing event
US20160033354A1 (en) Method and device for leak detection and location for fluid pipelines
SU1710929A1 (en) Method of automated location of defective section in piping systems
GB2367362A (en) Detecting leaks in water distribution systems
CN105509979A (en) Fiber optic negative pressure wave-based oil and gas pipeline leakage monitoring positioning system and method
CN111780855A (en) Cable external-damage-prevention method and system based on fiber radial vibration source ranging vibration identification
Lah et al. Localization techniques for water pipeline leakages: A review
TW201326782A (en) Water sensing system and method with optical fiber
CN115987386A (en) Optical cable same-route detection device and method
JP2019100729A (en) Information presentation system, information presentation method, and program
KR20200073563A (en) Water leak detecting system of water pipe network
JPH1164152A (en) Method for spotting leakage position in gas piping and device therefor
KR101965690B1 (en) A monitoring system of water supply pipeline
CN115063984B (en) Road vehicle identification and positioning method based on fiber bragg grating array sensing network
CN111765958A (en) Vibration type identification method and system based on distributed optical fiber vibration radial distance measurement
CN116026449A (en) Vibration positioning monitoring system based on single-core optical fiber sensing
JP2003329492A (en) Displacement measuring method of slope
CN117043567A (en) Method and system for leak detection