DD214943A1

DD214943A1 - METHOD FOR MEASURING STREAM PROBES

Info

Publication number: DD214943A1
Application number: DD24978883A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Kretschmer; Gerhard Konopka
Original assignee: Mikroelektronik Zt Forsch Tech
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-24

Abstract

Das Anwendungsgebiet des Messverfahrens liegt bei metallenen Rohrleitungen, Kabelmaenteln und anderen vorzugsweise linear ausgedehnten Objekten aus Metall. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das mit geringem Arbeits- und Kostenaufwand die Streustroeme nach Groesse und Richtung zu messen gestattet, ohne Eingriffe am Messobjekt vornehmen zu muessen. Erfindungsgemaess wird die Strommessung auf eine Messung der magnetischen Feldstaerke an der Erdoberflaeche zurueckgefuehrt. Dabei wird der Einfluss des magnetischen Erdfeldes durch eine Differenzmessung mittels zweier Feldmesssonden eliminiert.The field of application of the measurement method is metal piping, cable tubing and other preferably linearly extended metal objects. The aim of the invention is to provide a method that allows to measure with little labor and cost, the scattering structure according to size and direction, without having to make intervention on the measurement object. According to the invention, the current measurement is attributed to a measurement of the magnetic field intensity at the earth's surface. In this case, the influence of the magnetic earth field is eliminated by a differential measurement using two field probes.

Description

Verfahren zur Messung von StreuströmenMethod for measuring stray currents

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Gröife und 'Richtung von Streuströmen in erdverlegten metallenen Rohrleitungen und Kabelmänteln.The invention relates to a method for measuring the size and direction of stray currents in underground metal pipelines and cable sheaths.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristics of bek to nth technical solutions

Die herkömmlichen Methoden der Streustrommessung erfordern in jedem Falle eine oder mehrere Aufgrabungen der Rohrleitung. Dann erst kann durch Spannungsabfallmessung längs der Rohrlei-.tung - bei Kenntnis des Längs?;i der Standes - der fließende Streustrom nach Größe und Richtung bestimmt werden. Eine genauere, aber noch aufwendigere Methode ist die Auftrennung der Rohrleitung bzw. des Kabelmantels und anschließende Messung mittels eines niederohmigen Shunts.Conventional methods of stray current measurement require in each case one or more excavations of the pipeline. Only then can the flowing stray current be determined in terms of size and direction by measuring the voltage drop along the pipe line - knowing the longitudinal direction of the stand. A more accurate, but even more expensive method is the separation of the pipeline or the cable sheath and subsequent measurement by means of a low-impedance shunt.

Die ITachteile des Verfahrens liegen auf der Hand. Kostspielige Aufgrabungen, die noch dazu in Stadtgebieten meist nicht möglich sind, und fehlende Schachtkapasität bei den verantwortlichen Meßtrupps führen dazu, daß auf diese Messungen meist verzichtet werden muß', obwohl sie zur Einschätzung der Streustromsituation und der Ableitung geeigneter Schutzmaßnahmen sehr nützlich sind und daher in TGL 18790 gefordert werden.The ITachteile of the method are obvious. Expensive excavations, which are still mostly not possible in urban areas, and the lack of manholecapacity in the responsible measuring crews mean that these measurements must usually be omitted ', although they are very useful for assessing the stray current situation and the derivation of suitable protective measures and therefore in TGL 18790 be required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Siel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Messung von Streuströmen zu schaffen, welches die genannten ITachteile vermeidet und welches einfach und·universell in der Anwendung ist. ^δ It is the object of the invention to provide a method for measuring stray currents which avoids the mentioned disadvantages and which is simple and universal in application. ^δ

Darlegung des VJesens der ErfindungExplanation of the invention of the invention

De^-1" Er>f indunn; lies:!; die Aufgabe au Grunde, ein Verfahren zu schaffen, welches mit geringem Ar "beits- und Kostenaufwand die Streuströme· nach Größe und Richtung zu messen gestattet, ohne Eingriffe am MeBoTdjekt vornehmen zu müssen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß .dadurch gelöst, daß die Messung kontaktlos an der Erdoberfläche durch Erfassung der den Streustroa begleitenden magnetischen Feldstärke bei gleichseitiger EIi-. minierung des magnetischen Erdfeldes durch Ermittlung des Feldstärkengradienten mittels zwei senkrecht über die Rohrleitung angeordneten Meßsonden erfolgt. Vorzugsweise werden als Meßsonden zur Ermittlung des Feldstärkengradienten zwei in einem Abstand von 0,1 bis 0,5 m senkrecht über die Rohrleitung angeordnete Feldplatten verwendet. Die Berechnung des Feldstärkengradienten H wird nach der Formel H = vorgenommen.De ^-1 "He> f indunn; read:;! The task au reason to create a process with low Ar" beits- and expense allows to measure the stray currents · magnitude and direction, without having to make interventions on MeBoTdjekt , The object is achieved according to the invention .dadurch that the measurement contactlessly on the earth's surface by detecting the scattering field accompanying magnetic field strength in equilateral EIi-. minimizing the magnetic earth field by determining the field strength gradients by means of two probes arranged vertically above the pipeline. Preferably used as measuring probes for determining the field strength gradient two at a distance of 0.1 to 0.5 m vertically above the pipe arranged field plates. The calculation of the field strength gradient H is carried out according to the formula H =.

Zur Eliminierung des überlagerten magnetischen Erdfeldes, welches kleiner, gleich oder auch größer als die zu messende Feldstärke sein kann, wird die Tatsache genutzt, daß das magnetische Erdfeld in dein hier interessierenden Bereich mit hinreichender Genauigkeit als homogen angesehen werden kann. Die mittels der beiden Feldplatten ermittelten Meßwerte werden über eine geeignete Schaltung (z. 3. Brückenschaltung) differenziert.. Auf diese Weise fällt, der Ein fluß des magnetischen Erdfeldes aus dem Ergebnis heraus. Der durch die Differenzbildung erhaltene Meßwert ist ein Feldstärkegradient, der dem in der Rohrleitung fließenden Strom proportional ist. Durch Rechnung bzw. mittels Eichkurven wird dann in Abhängigkeit von Nennweite, und Verlegetiefe der Rohrleitung die Stärke des Streustroms ermittelt. Die Richtung des Streustroms ergibt sich aus der Richtung des Feldes.To eliminate the superimposed magnetic earth field, which may be smaller than, equal to or larger than the field strength to be measured, the fact is used that the magnetic earth field in your interest here area can be considered with sufficient accuracy as homogeneous. The measured values determined by means of the two field plates are differentiated by means of a suitable circuit (eg, bridge circuit). In this way, the flow of the magnetic earth field is eliminated from the result. The measured value obtained by the subtraction is a field strength gradient which is proportional to the current flowing in the pipeline. By calculation or by means of calibration curves, the strength of the stray current is then determined as a function of nominal width and laying depth of the pipeline. The direction of the stray current results from the direction of the field.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß.Größe und Richtung des Streustroms, von der Erdoberfläche aus kontaktlos .gemessen-werden können und damit die aufwendigen Schacht- und Rüstarbeiten wegfallen..The advantages of the method according to the invention are that the size and direction of the stray current can be measured without contact from the surface of the earth, thereby eliminating the costly shaft and set-up work.

Ausführungsbeispielembodiment

Lie Erfindung v?ird nachstehend anhand eines Ausführungsbei-GpieIs erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt die schematise he Darstellung des Ließverfahrens.Lie invention will be explained below with reference to a Ausführungsbei-GpieIs. The accompanying drawing shows the schematic representation of the Ließverfahrens.

Die radial um die Rohrleitung verlaufenden magnetischen Feldlinien v/erden an der Erdoberfläche infolge der unterschiedlichen Permeabilität gebrochen. Da diese Brechung infolge des des geringen Unterschieds der Permeabilitäten unerheblich für die Messung ist, wurde auf deren Darstellung verzichtet. Im Beispiel erfolgt die Messung der mit wachsender Entfernung r von der Rohrleitung abnehmenden FeldgradientenThe magnetic field lines running radially around the pipeline are broken at the earth's surface due to the different permeability. Since this refraction is insignificant for the measurement due to the small difference in permeabilities, their illustration has been omitted. In the example, the measurement of the decreasing field gradient with increasing distance r from the pipeline takes place

—TJ . r (1)-TJ. r (1)

mittels aweiter Feldplatten im Abstand r, deren wirksame Fläche senkrecht sum Feld angeordnet ist.by aweiter field plates at a distance r, the effective area is arranged vertically sum field.

Die unterschiedliche Widerstandsänderung, die in den Feldplatten 2; 3 durch das inhomogene Magnetfeld hervorgerufen wird, führt bei sonst vollständiger Symmetrie der Brücke am Voltmeter 4- zu einer der Meßgröße H proportionalen Spannung, die natürlich noch elektronisch weiter verstärkt werden kann.The different resistance change occurring in the field plates 2; 3 is caused by the inhomogeneous magnetic field, leads in otherwise complete symmetry of the bridge on the voltmeter 4- to a measured variable H proportional voltage, which of course can be further amplified electronically.

Die Anzeige des Voltmeters oder des Instrumentes, welches die verstärkte Spannung anzeigt, kann deshalb unmittelbar in derThe display of the voltmeter or instrument indicating the amplified voltage can therefore be read directly in the

—Ί Einheit der magnetischen Feldstärke Am geeicht werden. Bei gegen r kleinem r ergibt sich somit der gesuchte Strom J annähernd aus der Beziehung (1) zu-Ί Unit of magnetic field strength To be calibrated. When r is small r thus results in the desired current J approximately from the relationship (1)

J= - 2 r² 1- (2)J = - 2 r ² 1- (2)

oder aber vorteilhafter und genauer mittels speziell angefertigter Eichkurven in Abhängigkeit von ITeimweite und Verlegetiefe der !Rohrleitung.or more advantageously and precisely by means of custom-made calibration curves as a function of the inside diameter and laying depth of the pipeline.

Das hier beschriebene Beispiel zeigt nur eine Möglichkeit der Messung des. magnetischen Feldstärkegradienten und kann beliebig variiert werden.The example described here only shows one way of measuring the magnetic field strength gradient and can be varied as desired.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet noch die Messung der Feldstärke, die von einem Strom von nur 1 mi. hervorgerufen wird, bei einer Verlegetiefe der Rohrleitung von 1 bis 2 m.The inventive method still allows the measurement of the field strength of a current of only 1 mi. is caused, with a laying depth of the pipeline from 1 to 2 m.

Claims

3rfind.ungsansprüch

1. Terning for the measurement .von-Streustroeinen in buried metal piping and cable sheath, characterized in that the measurement without contact on the ICrdoberflächo by detecting the stray magnetic field accompanying magnetic field strength while: Sliniinierung the magnetic Brdfeldes by determining the Feldstärkencrrädienten- means two vertically 'arranged via the pipe measuring probes takes place. '

2. The method according to item 1, characterized in that as measuring probes for determining the field strength gradients (H) two at a distance yonO, 1 to 0.5 πι. Perpendicular to the pipe arranged field plates (2, 3) are used and the calculation: from H to the formula

, H = - - ^ -gr made?; Ird,; /