DE102006028421B4 - Method and sensor for detecting defects in buried pipelines - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, wobei an den Rohrleitungen elektrische Überwachungsleitungen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsleitungen mit einem hochfrequenten Strom beaufschlagt werden, der einen Sensor versorgt, wobei dieser Strom über ein elektrisches oder magnetisches Feld ohne direkten Kontakt zum Sensor übertragen wird und das Signal vom Sensor zu einer zentralen Station ebenfalls mit diesem Feld übertragen wird.A method for detecting defects in buried pipelines for gaseous or liquid media, wherein on the pipes electrical monitoring lines are mounted, characterized in that the monitoring lines are acted upon by a high-frequency current, which supplies a sensor, said current via an electric or magnetic field is transmitted without direct contact to the sensor and the signal from the sensor to a central station is also transmitted with this field.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Sensor zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, wobei an den Rohrleitungen elektrische Überwachungsleitungen angebracht sind.The invention relates to a method and a sensor for detecting defects in buried pipelines for gaseous or liquid media, wherein electrical monitoring lines are attached to the pipes.

Erdverlegte Rohrleitungen werden in zahlreichen Applikationen verwendet. So werden Strom, Wasser, Abwasser sowie Gase in vielen Bereichen unterirdisch transportiert. Um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten oder diese sofort erkannt werden, wird oft mit parallelen elektrisch leitenden Bändern oder Drähten die Unversehrtheit in der Hülle überwacht.Underground pipelines are used in numerous applications. Electricity, water, sewage and gases are transported underground in many areas. To ensure that no damage occurs or are immediately detected, the integrity of the sheath is often monitored with parallel electrically conductive tapes or wires.

Die elektrisch leitenden Bänder werden hierzu mit Gleichstrom oder Wechselstrom beaufschlagt, und detektieren damit bei Havarien durch Veränderungen der Leitfähigkeit oder Unterbrechungen des Stromes eine Störung. Bei kleinen Schäden zwischen den Leitungen oder in Bereichen der zur Verbindung von Rohrabschnitten verwendeten Muffen können jedoch Leckagen auftreten, die mit solchen Systemen nicht detektierbar sind. Hierzu ist es erforderlich Sensoren zu verwenden, die das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen aus der Rohrleitung erkennen. Hierzu ist es erforderlich, die Sensoren mit elektrischer Energie zu versorgen und die von den Sensoren erfassten Größen auf eine Auswerteeinheit, die sich oberhalb der Erdoberfläche befindet, zu übertragen. Da an einer Rohrleitung eine Vielzahl von Sensoren erfordert und mitunter über lange Strecken geführt werden muss, sollte die Zuführung der Energie vorteilhaft drahtlos erfolgen. Eine Möglichkeit zur drahtlosen Energieübertragung ist in DE 20 2004 016 751 U1 angegeben. Diese Schrift beschreibt einen Transponder zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung zwischen zwei Seiten einer Anordnung, der auch den bidirektionalen Austausch von Informationen erlaubt. Der Transponder enthält auf einer Seite eine Lesespule und auf der anderen Seite eine Transponderspule, wobei die Umgebung der Lesespule aus einem gut elektrisch leitfähigem Material geringer magnetischer Permeabilität besteht und im Bereich der Transponderspule eine Schicht aus einem magnetisch hochpermeablen Material angeordnet ist.For this purpose, the electrically conductive strips are subjected to direct current or alternating current, and thus detect a fault in the event of breakdowns due to changes in the conductivity or interruptions of the current. However, with small damages between the pipes or in areas of the joints used to connect pipe sections leaks may occur which are not detectable with such systems. For this purpose, it is necessary to use sensors that detect the escape of liquids or gases from the pipeline. For this purpose, it is necessary to supply the sensors with electrical energy and to transfer the variables detected by the sensors to an evaluation unit which is located above the earth's surface. Since a large number of sensors on a pipeline and sometimes has to be performed over long distances, the supply of energy should advantageously be wireless. One way to wireless energy transfer is in DE 20 2004 016 751 U1 specified. This document describes a transponder for contactless inductive energy transfer between two sides of an arrangement, which also allows the bidirectional exchange of information. The transponder contains on one side a read coil and on the other side a transponder coil, wherein the environment of the read coil consists of a good electrically conductive material of low magnetic permeability and in the region of the transponder coil, a layer of a magnetically highly permeable material is arranged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen mittels Sensoren Störungen an erdverlegten Rohrleitungen erkannt werden können, ohne dass eine leitende Verbindung zu diesen Sensoren erforderlich ist und die Sensoren mit geringem Aufwand bei der Rohrverlegung angebracht werden können.The invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which by means of sensors disturbances on buried pipelines can be detected without a conductive connection to these sensors is required and mounted the sensors with little effort in the pipe installation can be.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und mit einem Sensor, welcher die in Anspruch 4 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.According to the invention the object is achieved with a method which has the features specified in claim 1 and with a sensor which contains the features specified in claim 4.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß erfolgt die Detektion der austretenden Medien mit einem Sensor. Da der Betrieb der meisten Sensoren elektrische Energie benötigt, muss diese zugeführt werden. Die Energiezuführung über Kabel hat den Nachteil, dass bei erdverlegten System elektrische Verbindungen vor Ort geschaffen werden müssen, die oft durch Korrosion ausfallen.According to the detection of the emerging media with a sensor. Since the operation of most sensors requires electrical energy, it must be supplied. The energy supply via cable has the disadvantage that in buried system electrical connections must be created on site, which often fail due to corrosion.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Sensor für gasförmige bzw. flüssige Medium verwendet, der in der Erde feuchtigkeitsgeschützt so an erdverlegten Leitungen angebracht ist, dass er über elektrische, dielektrische oder magnetische Felder mit Energie versorgt wird und gleichzeitig einen Datenaustausch mit einer Mutterstation ermöglicht, ohne vorher eine mechanische Verbindung zwischen dem Sensorsystem und der Rohrleitung zu realisieren. Hierzu ist an der Rohrleitung eine spezielle Markierung vorgesehen, an der der Sensor bei der Verlegung angebracht werden muss um eine sichere Funktion zu gewährleisten. Als Sensor wird vorzugsweise ein Sensor verwendet, der die Laufzeit der Schallausbreitung erfasst. Die Verbindung zwischen Rohr und Sensorgehäuse wird vorteilhaft über eine snap-in-Verbindung hergestellt, damit ein optimaler Energietransport gewährleistet ist.In the solution according to the invention, a sensor for gaseous or liquid medium is used, which is moisture-proof mounted in the ground so buried lines that it is powered by electrical, dielectric or magnetic fields with energy and at the same time allows data exchange with a parent station, without previously to realize a mechanical connection between the sensor system and the pipeline. For this purpose, a special marking is provided on the pipeline to which the sensor must be attached during installation to ensure safe operation. The sensor used is preferably a sensor which detects the propagation time of the sound propagation. The connection between tube and sensor housing is advantageously made via a snap-in connection, so that an optimal energy transport is guaranteed.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Eine an einem erdverlegten Rohr angebrachte Überwachungsleitung wird mit einem Strom beaufschlagt, der den Sensor über ein physikalisches Feld energetisch versorgt. Die Anordnung enthält einen Sensor, der die Laufzeit der Schallausbreitung auswertet. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit ist abhängig vom jeweiligen Medium, so dass das Austreten von flüssigen oder gasförmigen Stoffen aus der zu überwachenden Rohrleitung in deren Umgebung detektiert werden kann. Der Sensor ist so am Messort angeordnet, dass er austauschbar ist. Hierzu kann eine snap-in-Verbindung am Sensorgehäuse angebracht sein. Vorteilhaft ist es auch, wenn im Rohr ein Hüll- oder Schutzrohr angebracht sein, dessen Ende eine eingespritzte Spule beinhaltet, die mit einer Frequenz von 10–20 kHz beaufschlagt wird. Dadurch wird es möglich, sowohl den Sensor mit Energie zu versorgen, als auch dessen Position zu orten. Es besteht somit die Möglichkeit auch den Sensor von der Hausanschlussseite her zu wechseln. Hierzu ist der Sensor am Ende eines Kabels befestigt, das vom Durchmesser so gestaltet ist, dass es in das Hüllrohr geschoben werden kann. Zur richtigen Positionierung des Sensors ist an den vorgesehenen Platz eine Marke angebracht. Die Markierung ist durch Farbmarkierungen oder mechanische Kennzeichnungen so gestaltet, dass sie bei den Erdverlegungsarbeiten leicht zu erkennen ist.A mounted on a buried pipe monitoring line is supplied with a current that energizes the sensor via a physical field. The arrangement contains a sensor that evaluates the propagation time of the sound propagation. The speed of sound propagation depends on the respective medium, so that the escape of liquid or gaseous substances from the pipeline to be monitored can be detected in its surroundings. The sensor is located at the measuring location so that it is interchangeable. For this purpose, a snap-in connection can be attached to the sensor housing. It is also advantageous if an envelope or protective tube be mounted in the tube, the end of which contains an injected coil, which is acted upon by a frequency of 10-20 kHz. This makes it possible to both energize the sensor and to locate its position. It is therefore also possible to change the sensor from the house connection side. For this purpose, the sensor is attached to the end of a cable, which is designed by the diameter so that it can be pushed into the cladding tube. For proper positioning of the sensor, a mark is attached to the designated place. The marking is designed by color markings or mechanical markings so that it is easily recognizable during the burial work.

Claims (8)

Verfahren zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, wobei an den Rohrleitungen elektrische Überwachungsleitungen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsleitungen mit einem hochfrequenten Strom beaufschlagt werden, der einen Sensor versorgt, wobei dieser Strom über ein elektrisches oder magnetisches Feld ohne direkten Kontakt zum Sensor übertragen wird und das Signal vom Sensor zu einer zentralen Station ebenfalls mit diesem Feld übertragen wird.A method for detecting defects in buried pipelines for gaseous or liquid media, wherein on the pipes electrical monitoring lines are mounted, characterized in that the monitoring lines are acted upon by a high-frequency current, which supplies a sensor, said current via an electric or magnetic field is transmitted without direct contact to the sensor and the signal from the sensor to a central station is also transmitted with this field. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des hochfrequenten Stroms 10 bis 20 kHz beträgt.A method according to claim 1, characterized in that the frequency of the high-frequency current is 10 to 20 kHz. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor Änderungen der Schalllaufzeit von Gasen auswertet.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sensor evaluates changes in the sound propagation time of gases. Sensor zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor feuchtigkeitsgeschützt an erdverlegten Leitungen angebracht ist und über elektrische oder magnetische Felder mit Energie versorgt wird und Mittel enthält, die einen Datenaustausch mit einer Mutterstation ermöglichen.Sensor for detecting defects in buried pipelines for gaseous or liquid media, characterized in that the sensor is moisture-proof attached to buried lines and is powered by electrical or magnetic fields with energy and means that allow a data exchange with a parent station. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mittels einer snap-in-Verbindung zwischen Sensorgehäuse und Rohr befestigt ist.Sensor according to claim 4, characterized in that the sensor is fastened by means of a snap-in connection between the sensor housing and the tube. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor am Messort an einem Hüllrohr austauschbar angeordnet ist.Sensor according to claim 4, characterized in that the sensor is arranged interchangeably at the measuring location on a cladding tube. Sensor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohr ein entsprechendes Schutzrohr angeordnet ist, dessen Ende eine eingespritzte Spule beinhaltet, die mit einer Frequenz von 10–20 kHz beaufschlagt wird.Sensor according to one of claims 4 to 6, characterized in that a corresponding protective tube is arranged in the tube, the end of which contains an injected coil, which is acted upon by a frequency of 10-20 kHz. Sensor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein Sensor verwendet wird, der die Laufzeit der Schallausbreitung auswertet.Sensor according to one of claims 4 to 7, characterized in that a sensor is used as sensor, which evaluates the duration of the sound propagation.
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