DE102004061261A1 - Method for collection of leakage from hollow body containing fluid involves comparison of temperature measured at one place of hollow body with actual operating state predefined temperature - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Leckage an einem eine Flüssigkeit enthaltenden oder führenden Hohlkörper.The The invention relates to a method and a device for detection a leak on a liquid containing or leading Hollow body.
Zur Erfassung und Ortung von Lecks in Hohlkörpern, z. B. Rohren oder Druckbehältern, welche eine Flüssigkeit enthalten bzw. in denen eine Flüssigkeit geführt wird, ist es aus der Praxis beispielsweise bekannt, den zu untersuchenden Hohlkörper mit Druck zu beaufschlagen, wobei ein gegebenenfalls auftretender Druckabfall in dem Hohlkörper als Indikator für eine Leckage herangezogen wird.to Detection and location of leaks in hollow bodies, eg. B. pipes or pressure vessels, which a liquid contain or in which a liquid guided For example, if it is known from the field of practice, for example, it is the one to be investigated hollow body pressurize, with an optionally occurring Pressure drop in the hollow body as an indicator of a leak is used.
Ein anderes aus der Praxis bekanntes Verfahren sieht vor, den Hohlraum des Hohlkörpers zu evakuieren, wobei ein Druckanstieg hierbei als ein Anzeichen für eine Leckage gewertet wird.One Another method known from practice provides the cavity of the hollow body to evacuate, with a pressure increase here as an indication for one Leakage is evaluated.
Derartige mit Druckbeaufschlagung oder Evakuierung arbeitende Verfahren sind nachteilhafterweise hinsichtlich ihrer Genauigkeit und der örtlichen Bestimmung eines Lecks für viele Anwendungsfälle unzureichend.such pressurizing or evacuation procedures disadvantageously in terms of their accuracy and the local Determination of a leak for many applications insufficient.
Ein weiteres aus der Praxis bekanntes Verfahren zur Detektion eines Lecks eines Hohlkörpers nutzt die Detektierbarkeit von Prüfgasen. Bei einem solchen Verfahren wird der Hohlraum des Hohlkörpers mit Prüfgas gefüllt, welches sich von dem Gas in der Umgebung des Hohlkörpers unterscheiden muss. Bei einer Detektion des Prüfgases in der Umgebung des Hohlkörpers kann hiermit auf ein Austreten des Prüfgases und somit ein Leck an dem Hohlkörper geschlossen werden.One Another known from practice method for detecting a Uses leaks of a hollow body the detectability of test gases. In such a method, the cavity of the hollow body with Test gas filled, which must be different from the gas in the vicinity of the hollow body. In a detection of the test gas in the vicinity of the hollow body can hereby be a leakage of the test gas and thus a leak the hollow body getting closed.
Nachteile dieses Verfahrens sind jedoch, dass ein gesonderter Prüfaufbau erforderlich ist, je nach verwendetem Prüfgas Schutzmaßnahmen zu ergreifen sind und das Verfahren schlecht in einen laufenden Prozess integrierbar ist.disadvantage However, this method is that a separate test setup is required, depending on the test gas used protective measures are to be seized and the procedure bad in a running Process is integrable.
Die
Nachteilhafterweise muss jedoch entlang des zu kontrollierenden Hohlkörpers ein Lichtwellenleiter so angebracht werden, dass dieser bei jeder möglichen Leckage mit dem austretenden Fluid benetzt wird. Eine solche Anordnung des Lichtwellenleiters bedarf eines entsprechend großen Aufwandes und ist in vielen technischen Anwendungen nicht realisierbar.Disadvantageously must, however, along the hollow body to be controlled Fiber optic cables are mounted so that this at every possible Leakage is wetted with the escaping fluid. Such an arrangement the optical waveguide requires a correspondingly large effort and is not feasible in many technical applications.
Aus
der
Nachteiligerweise ist dieses Verfahren nur bei Gasen anwendbar. Im Verhältnis zur Kompressibilität bei Gasen ist die Kompressibilität von Flüssigkeiten sehr klein, weshalb von einer „praktischen Inkompressibilität" von Flüssigkeiten gesprochen wird. Folglich ergibt sich auch kein Abkühlungseffekt bei einer „Expansion" der Flüssigkeit, wie es bei einem Austritt eines komprimierten Gases aus einem Hohlkörper der Fall ist.Unfortunately, this method is only applicable to gases. In relation to compressibility with gases is the compressibility of liquids very small, which is why a "practical Incompressibility "of liquids is spoken. Consequently, there is no cooling effect during an "expansion" of the liquid, as is the case with a discharge of a compressed gas from a hollow body of the Case is.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Leckage an einem eine Flüssigkeit enthaltenden oder führenden Hohlkörper bereitzustellen, womit auch bei hohen Drücken und Flüssigkeiten auf einfache Weise eine schnelle und sichere Detektion einer Leckage und deren Ortung möglich ist.It It is an object of the present invention to provide a method and a device for detecting a leak on a fluid containing or leading hollow body to provide, which even at high pressures and liquids in a simple manner a fast and reliable detection of a leak and its location possible is.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
In vorteilhafter Weise wird diese Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zur Erfassung einer Leckage an einem eine Flüssigkeit enthaltenden oder führenden Hohlkörper, wobei eine an wenigstens einer Stelle des Hohlkörpers gemessene Temperatur mit einer für den aktuellen Betriebszustand vordefinierten Temperatur verglichen wird, und wobei ein Leckagezustand mit einer Reibung zwischen einer aus dem Hohlkörper austretenden Flüssigkeit und dem Material des Hohlkörpers erkannt wird, wenn die gemessene Temperatur die vordefinierte Temperatur wenigstens um einen vorgebbaren Schwellwert übersteigt.Advantageously, this object is achieved with a method for detecting a leakage on a liquid containing or leading hollow body, wherein a measured at least one location of the hollow body temperature is compared with a predefined for the current operating temperature, and wherein a leakage state with a Friction between a leaking from the hollow body fluid and the material of the hollow body is detected when the measured temperature we the predefined temperature at least exceeds a predefinable threshold.
Weiterhin wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Leckage an einem eine Flüssigkeit enthaltenden oder führenden Hohlkörper gelöst, wobei wenigstens ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur an wenigstens einer Stelle des Hohlkörpers mit einer Speicher- und Auswerteeinheit verbunden ist, welche die gemessene Temperatur mit einer für den aktuellen Betriebszustand vordefinierten Temperatur vergleicht und ein einem Leckagezustand zugeordnetes Signal ausgibt, wenn die gemessene Temperatur die vordefinierte Temperatur wenigstens um einen vorgebbaren Schwellwert übersteigt.Farther This object is achieved with a device for detecting a leak on one a liquid containing or leading Hollow body dissolved, wherein at least one temperature sensor for measuring the temperature at least a location of the hollow body is connected to a storage and evaluation unit, which the measured temperature with a for compares the current operating state predefined temperature and outputs a signal associated with a leakage condition when the measured temperature at least the predefined temperature exceeds a predefinable threshold.
Die Erfindung, welche mit einer einfachen, an sich bekannten Temperaturerfassung und Auswerteelektronik realisiert werden kann, beruht auf der Erkenntnis, dass bei einem Leckagezustand eine aus einem mit Druck beaufschlagten Inneren des Hohlkörpers austretende Flüssigkeit einer Reibung gegenüber dem Material des Hohlkörpers im Bereich des Lecks unterliegt.The Invention, which with a simple, known per se temperature detection and evaluation electronics can be realized, based on the knowledge, that in a leakage condition one from a pressurized one Interior of the hollow body leaking fluid a friction against the material of the hollow body is subject to leakage.
Die aufgrund dieser Reibung entstehende latente Wärme im Material des Hohlkörpers breitet sich nach einer die Materialeigenschaften und Geometrien des Hohlkörpers berücksichtigenden Wärmeübertragungsfunktion aus und ist als Temperaturerhöhung an der Oberfläche des Hohlkörpers wahrnehmbar, so dass durch verschiedene, an sich bekannte Temperaturmessverfahren auf einfache Weise eine Leckagedetektion durchführbar ist.The due to this friction resulting latent heat in the material of the hollow body spreads according to a material properties and geometries of the hollow body considered Heat transfer function off and is considered a temperature increase on the surface of the hollow body perceptible, so that by different, known per se temperature measurement method In a simple way, a leak detection is feasible.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erlauben eine automatische Erfassung und Ortung von Leckagen an einem mit Flüssigkeit, wie z. B. einem Ölmedium oder einem Wassermedium, gefüllten Hohlkörper auf einfache Weise, wobei die Leckageerkennung vorteilhafterweise in unterschiedlicher Umgebung möglich ist und auch in einen laufenden Prozess integriert sein kann.The inventive method and the device according to the invention allow automatic detection and location of leaks one with liquid, such as B. an oil medium or a water medium, filled hollow body in a simple manner, the leakage detection advantageously in different environments is possible and can also be integrated into an ongoing process.
Die Auswertung der gemessenen Temperatur im Hinblick auf eine mögliche Leckage des Hohlkörpers erfolgt bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung auch in Abhängigkeit der Flüssigkeitseigenschaften. Ein weiterer Parameter, welcher bei einer vorteilhaften Auswertung der gemessenen Temperatur berücksichtigt wird, ist die Druckdifferenz zwischen einem Innendruck des Hohlkörpers und einem Umgebungsdruck.The Evaluation of the measured temperature with regard to possible leakage of the hollow body takes place in an advantageous embodiment of the invention in dependence the fluid properties. Another parameter, which in an advantageous evaluation taken into account the measured temperature is the pressure difference between an internal pressure of the hollow body and an ambient pressure.
Je nach verwendeter Flüssigkeit, Material des Hohlkörpers, Oberflächengeometrien und zu erwartenden Spaltgeometrien sowie der Druckdifferenz ist die bei einer Leckage entstehende latente Wärme an dem Hohlkörper von Fall zu Fall unterschiedlich, wobei eine signifikante Erwärmung bei einer Leckage insbesondere bei höheren Druckdifferenzen und höherviskosen Flüssigkeiten, wie z. B. Hydrauliköl oder Wasser, vorliegt. Die Messbarkeit einer Erwärmung im Leckagefall bestimmt dabei die Einsatzgrenzen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.ever after used liquid, Material of the hollow body, surface geometries and expected gap geometries and the pressure difference the resulting in a leakage latent heat to the hollow body of Case by case different, with significant heating at a leakage especially at higher Pressure differences and higher viscosity Liquids, such as B. hydraulic oil or water. The measurability of a heating in case of leakage determined while the limits of use of the method and apparatus of the invention.
Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise auch eine sehr frühe Erkennung eines entstehenden Lecks an dem Hohlkörper, da die Reibung zwischen der austretenden Flüssigkeit und der Spalt- bzw. Leckkante des Hohlkörpers umso größer ist, je kleiner das Leck ist. Dies bedeutet, dass bei einem beginnenden Riss mit nur geringer Leckage die Erwärmung des Materials des Hohlkörpers am größten ist, so dass bereits frühzeitig eine sichere Leckagedetektion erfolgt.The Invention allows advantageously also a very early detection of an emerging leak on the hollow body, there the friction between the exiting liquid and the gap or leakage edge of the hollow body the bigger, the smaller the leak is. This means that at an incipient Cracks the material of the hollow body with only slight leakage biggest is, so that early on a safe leak detection takes place.
Zur Ortung eines Lecks ist es vorteilhaft, die Temperatur an mehreren vom Anwender definierten Stellen am Hohlkörper mit geeigneten Temperatursensoren zu messen und die Temperaturen miteinander zu vergleichen. Dabei kann bei der Auswertung angenommen werden, dass sich ein Leck in der Nähe des Temperatursensors befindet, welcher eine Ist-Temperatur mit der stärksten Abweichung von einer Soll-Temperatur ermittelt.to Locating a leak it is beneficial to have the temperature at several User-defined locations on the hollow body with suitable temperature sensors to measure and compare the temperatures. there can be assumed in the evaluation that a leak in nearby of the temperature sensor, which has an actual temperature the strongest Deviation from a target temperature determined.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung erfolgt die Anordnung der Temperaturmessstellen in Abhängigkeit der Leckagewahrscheinlichkeit. Dabei ist es für eine besonders frühzeitige Detektion eines entstehenden Lecks vorteilhaft, wenn die Temperatur an Stellen des Hohlteils, denen eine erhöhte Leckagewahrscheinlichkeit zugeordnet ist, priorisiert überwacht wird. Da die Wärmeübertragungseigenschaften von der zu erwartenden Leckagestelle zur Messstelle bekannt sind, kann ein Leck sehr schnell geortet werden.at an advantageous embodiment the invention, the arrangement of the temperature measuring points in dependence the leakage probability. It is for a particularly early Detection of an emerging leak advantageous when the temperature in places of the hollow part, which have an increased probability of leakage is assigned, prioritized monitors becomes. Because the heat transfer properties are known from the expected leakage point to the measuring point, a leak can be located very quickly.
Zur Temperaturmessung selbst eignen sich alle gängigen Temperatursensoren, wobei die Erfindung mit Thermoelementen, welche beispielsweise mittels einer Klebeverbindung an dem Hohl körper befestigt werden können, besonders kostengünstig realisierbar ist.to Temperature measurement itself is suitable for all common temperature sensors, the invention with thermocouples, which for example by means of an adhesive bond can be attached to the hollow body, especially cost feasible is.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind grundsätzlich an allen Stellen eines Hohlkörpers oder an Schnittstellen zwischen zwei verschiedenen Hohlkörpern bzw. Druckleitungen und Druckverbindern anwendbar, wo gegebenenfalls eine Leckage auftreten kann.The inventive method and the device according to the invention are basically at all points of a hollow body or at interfaces between two different hollow bodies or pressure lines and pressure connectors applicable where leakage may occur can.
Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet ist beispielsweise die Einspritztechnik von Kraftfahrzeugen, insbesondere Common-Rail-Systeme, bei denen in Druckleitungen und an Schnittstellen zwischen Druckleitungen und Druckverbindern bzw. Drucksensoren sehr hohe Drücke von beispielsweise 1500 bar anliegen.A particularly advantageous field of application is, for example, the injection technology of motor vehicles, in particular common rail systems, in which in pressure lines and at interfaces between pressure lines and pressure connectors or pressure sensors very high pressures of, for example, 1500 bar.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject to The invention are the description, the drawings and the claims removed.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One embodiment the article of the invention is shown schematically simplified in the drawing and will explained in more detail in the following description.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung einer Leckage an einem Hohlkörper.The only figure of the drawing shows a simplified schematic diagram a device according to the invention for detecting a leak on a hollow body.
Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment
In
der Figur der Zeichnung ist prinzipmäßig eine Vorrichtung zur Detektion
einer Leckage einem Hohlkörper
Die gemittelte Normaltemperatur des Hydrauliköls kann beispielsweise 30°C betragen.The averaged normal temperature of the hydraulic oil may be, for example, 30 ° C.
An
der Oberfläche
des Hohlkörpers
Die
Funktion der vorliegenden Vorrichtung zur Erfassung einer Leckage
an dem Hohlkörper
ist wie folgt: Zunächst
wird in einem leckagefreien Normalzustand des Hohlkörpers
Im
Detektionsbetrieb werden die an den Temperaturmesssensoren
Wenn
in der Rechnereinheit
Tritt
im vorliegenden Fall beispielsweise im Bereich der Hochdruckdichtung
Je
nach erkanntem Zustand kann von der Rechnereinheit
Claims (8)
Priority Applications (1)
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DE102004061261A1 true DE102004061261A1 (en) | 2006-06-29 |
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ID=36580236
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DE200410061261 Withdrawn DE102004061261A1 (en) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | Method for collection of leakage from hollow body containing fluid involves comparison of temperature measured at one place of hollow body with actual operating state predefined temperature |
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DE (1) | DE102004061261A1 (en) |
Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
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USD800591S1 (en) | 2016-03-31 | 2017-10-24 | Homeserve Plc | Flowmeter |
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2004
- 2004-12-20 DE DE200410061261 patent/DE102004061261A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |