DE102008047151B3 - Designed as a robot device for autonomous, unmanned detection of leaks under substance release to the environment of pressurized systems, especially piping systems, and methods for operating such a robot - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur autonomen Ermittlung von Leckagen unter Stofffreisetzung ins Umfeld aus druckführenden Systemen, insbesondere Rohrleitungssysteme, die Vorrichtung umfassend eine motorbetriebene Bewegungsplattform, z.B. ein Fahrgestell, mit einer Sensorik zur Lokalisierung und Navigation des Fahrgestells im Bereich des druckführenden Systems, die Vorrichtung ferner umfassend mindestens eine optische Fernmesseinrichtung zur Detektion und Lokalisation eines Lecks, wobei die Fernmesseinrichtung in allen drei Raumachsen beweglich ist, und wobei die optische Fernmesseinrichtung mit dem Fahrgestell in Kommunikation steht, wobei die Auswertung der Daten aus der Fernmesseinrichtung und die Kommunikation zwischen Fernmesseinrichtung und Bewegungsplattform automatisiert erfolgt.The invention relates to a device for the autonomous detection of leaks under material release into the environment from pressurized systems, in particular piping systems, the device comprising a motor-driven movement platform, e.g. a chassis, with sensors for locating and navigating the chassis in the area of the pressurized system, the apparatus further comprising at least one optical remote measuring device for detecting and localizing a leak, wherein the telemetry device is movable in all three spatial axes, and wherein the optical telemetry device with the Chassis is in communication, whereby the evaluation of the data from the telemetry device and the communication between the telemetry device and motion platform is automated.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine als Roboter ausgebildete Vorrichtung zur autonomen, mannlosen Ermittlung von Leckagen unter Stofffreisetzung ins Umfeld aus druckführenden Systemen, insbesondere Rohrleitungssystemen, sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen Roboters.The The present invention relates to a device designed as a robot for the autonomous, unmanned identification of leaks under substance release into the environment from pressurized Systems, in particular piping systems, and methods for Operation of such a robot.
Unter druckführenden Systemen wird im Folgenden beispielweise eine Chemieanlage verstanden, die unter Umständen eine Vielzahl von Druckbehältern, Rohrleitungen, Rohrleistungsbrücken und Prozesstürmen umfasst. Derartige Anlagen werden üblicherweise in einem sogenannten Leitstand überwacht. Größere Leckagen werden beispielsweise durch Durchflussmessgeräte, durch Überprüfung der Stoffbilanz oder durch den Einsatz von Druckmessgeräten durch Überprüfung von Druckabfall durchaus erfasst. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass insbesondere zum Zwecke des Umweltschutzes auch kleinere Leckagen detektiert werden sollen. Solche kleineren Leckagen treten insbesondere im Bereich von Dichtflächen, insbesondere zwischen beweglichen Teilen, wie z. B. Armaturen, Pumpen, Kompressoren oder Schwimmdachtanks auf, wenn dort beispielsweise Dichtungen verschleißen.Under pressurized In the following, for example, systems will be understood to mean a chemical plant, the under circumstances a variety of pressure vessels, Pipelines, pipe power bridges and process storms includes. Such systems are usually in a so-called Control room monitored. Bigger leaks For example, by flow meters, by checking the material balance or by the use of pressure gauges by checking Pressure drop certainly recorded. However, it has turned out that in particular for the purpose of environmental protection and smaller leaks to be detected. Such minor leaks occur in particular in the area of sealing surfaces, in particular between moving parts, such. As fittings, pumps, compressors or floating roof tanks, where, for example, wear seals there.
Bekannt ist nun die manuelle Überwachung derartiger Anlagen. Hierbei ist insbesondere die manuelle Detektion des Temperaturprofils, beispielsweise einer Rohrleitung mittels Infrarotthermographie, bekannt. Hierbei macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass die Umgebung eines unter Druck austretenden Gases abkühlt. Das heißt, mittels Thermographie können solche Leckagen durchaus ermittelt werden. Der Einsatz von Menschen, um eine solche manuelle Detektion und Lokalisation von Leckagen durchzuführen, ist allerdings mit einem großen Fehlerpotential behaftet. Als Grund hierfür ist insbesondere zu nennen, dass der Mensch leicht ermüdet, was bedeutet, dass die Messungen nicht immer mit gleichem Standard durchgeführt werden. Darüber hinaus ist bei großen Anlagen erforderlich, dass eine solche Suche nach Leckagen kontinuierlich durchgeführt wird. Das wiederum bedeutet, dass eine Vielzahl von Menschen ständig in der Anlage unterwegs sein muss, um tatsächlich innerhalb kürzerer Zeit solche Leckagen detektieren und lokalisieren zu können. Insbesondere im Bereich von Chemieanlagen ist der Einsatz von Menschen auch insofern nicht immer opportun, als gesundheitsgefährdende Stoffe austreten können.Known is now the manual monitoring of such Attachments. In particular, the manual detection of the temperature profile, for example, a pipeline by means of infrared thermography, known. Here one makes use of the knowledge that the environment a pressure gas escapes cooled. That is, by means of Thermography can such leaks can certainly be determined. The use of people, to perform such manual detection and localization of leaks is but with a big one Error potential. The reason for this is to be mentioned in particular that man easily gets tired of what means that the measurements are not always performed with the same standard. About that addition is at large Equipment required that such a search for leaks continuously carried out becomes. That in turn means that a lot of people are constantly in the plant must be on the move, in fact, in less time to detect and localize such leaks. Especially In the field of chemical plants, the use of humans is also so far not always opportune, as health-endangering substances can escape.
Zusammenfassend ergibt sich somit, dass der Einsatz von Menschen nicht nur im Hinblick auf die Genauigkeit der Ermittlung von Leckagen problematisch ist, sondern bei entsprechendem Einsatz auch relativ teuer ist. Bei Austritt gesundheitsgefährdender Gase ist ebenfalls der Einsatz von Menschen problematisch.In summary Thus, it turns out that the use of people not only in terms of is problematic on the accuracy of the detection of leaks but with appropriate use is also relatively expensive. At the exit hazardous Gases are also problematic for the use of humans.
Es bestände darüber hinaus auch zu Zwecken der Überprüfung die Möglichkeit der Festinstallation von entsprechender Sensorik, was aber tatsächlich aus Kostengründen kaum realisierbar wäre.It stocks about that also for purposes of reviewing the possibility the permanent installation of appropriate sensors, but what is actually out cost reasons would hardly be feasible.
Bekannt sind darüber hinaus ferngesteuerte Roboter, die vom Bedienpersonal zu dem Ort einer vermuteten Leckage geführt werden, um dort vor Ort zu verifizieren, ob ein Leck tatsächlich vorhanden ist, und welche Gaskonzentration vorliegt. Bekannt sind insofern spektroskopische Einrichtungen, mit Hilfe derer solche Untersuchungen durchgeführt werden können.Known are over it In addition, remote-controlled robots, from the operator to the place led to a suspected leakage Be there to verify there on site if a leak actually exists is, and what gas concentration is present. In this respect are known spectroscopic devices by means of which such investigations carried out can be.
Aus
der
Die
Die
Bekannt sind ebenfalls mobile Roboter, die mittels Insitu-Sensorik Gas an Ort und Stelle erschnüffeln, um durch Ermittlung der Gaskonzentration unmittelbar im Bereich der Sensorik Lecks zu lokalisieren. Hieraus wird deutlich, dass die Roboter in die Gaswolke hineinfahren müssen, um die Gaskonzentrationen zu messen. Hierbei besteht insbesondere das Problem, dass die Gaswolke durchaus turbulent sein kann, was bedeutet, dass der von der Sensorik ermittelte lokale Messwert Schwankungen unterliegt, die die Lokalisierung des Lecks durchaus erschweren.Known are also mobile robots that use gas in situ sensors Sniffing out the spot, by directly determining the gas concentration in the range to locate the sensor leaks. From this it becomes clear that the robots have to drive into the gas cloud to control the gas concentrations to eat. In particular, there is the problem that the gas cloud can be quite turbulent, which means that of the sensor local measured value is subject to fluctuations, which is the localization complicate the leak.
Wie bereits ausgeführt, besteht ein Bedürfnis an einer kontinuierlichen Überprüfung einer solchen Anlage auf Leckagen, und zwar insbesondere hinsichtlich der Detektion und auch Lokalisierung solcher Leckagen aus der Entfernung.As already executed, there is a need a continuous review of a such equipment for leaks, in particular with regard to the detection and also localization of such leakages from a distance.
Eine als Roboter ausgebildete Vorrichtung zur autonomen, mannlosen Ermittlung von Leckagen unter Stofffreisetzung ins Umfeld aus druckführenden Systemen, insbesondere Rohrleitungssystemen, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass eine solche Vorrichtung eine motorbetriebene Bewegungsplattform (Roboter) mit einer Sensorik zur Lokalisierung und Navigation des Fahrgestells im Bereich des zu inspizierenden druckführenden Systems, beispielsweise einer Anlage, umfasst, wobei die Vorrichtung mindestens eine optische Fernmesseinrichtung zur Detektion und Lokalisierung eines Lecks umfasst, wobei die Fernmesseinrichtung in alle drei Raumachsen beweglich ist, und wobei die optische Fernmesseinrichtung mit dem Fahrgestell des Roboters zum Zwecke des Datenaustausches in Kommunikation steht, wobei die Auswertung von Daten aus der Fernmesseinrichtung und die Kommunikation zwischen Fernmesseinrichtung und Bewegungsplattform des Roboters automatisiert erfolgt. Unter einem Datenaustausch wird hierbei schlussendlich die Übermittlung von Signalen verstanden, die den Roboter oder die Bewegungsplattform gegebenenfalls zu einer Änderung des Messortes veranlassen. Der Begriff der Fernmesseinrichtung bedingt, dass aus der Ferne in eine Gaswolke hinein gemessen wird. Die optische Fernmesseinrichtung kann hierbei eine passive IR-Thermographieeinrichtung und/oder eine spektroskopische Messeinrichtung sein, die jeweils mit einer Rechnereinheit und gegebenenfalls einem Speicher versehen ist. Da es sich bei der Messung mit Infrarotthermographie um ein bildgebendes Verfahren handelt, kann eine wesentlich größere Fläche erfasst werden; insofern ist die Lokalisierung eines Lecks auch wesentlich schneller zu bewerkstelligen, als bei der bereits zuvor beschriebenen Insitu-Sensorik. Bei einer spektroskopischen Fernmesseinrichtung ist eine scannende Messung ebenfalls verhältnismäßig einfach und schnell zu realisieren, so dass relativ große Bereiche innerhalb kürzerer Zeit abgescannt werden können.A designed as a robot device for autonomous, unmanned detection of leaks under material release to the environment of pressurized systems, especially piping systems, according to the invention is characterized in that such a device motorized motion platform (robot) with a sensor for locating and navigation of the chassis in the area of the pressure-carrying system to be inspected, for example a system, wherein the device comprises at least one optical telemeter comprising means for detecting and locating a leak, wherein the telemetry device is movable in all three spatial axes, and wherein the optical remote measuring device in communication with the chassis of the robot for the purpose of data exchange, wherein the evaluation of data from the telemetry device and the communication between telemetry device and motion platform of the robot is done automatically. Under a data exchange is understood here finally the transmission of signals that cause the robot or the motion platform, if necessary, to change the location. The term telemetry means that is measured from a distance into a gas cloud into. The optical telemetry device may in this case be a passive IR thermography device and / or a spectroscopic measuring device, which is provided in each case with a computer unit and optionally a memory. Since the measurement with infrared thermography is an imaging process, a much larger area can be detected; insofar as the localization of a leak is also much faster to accomplish, as in the already described in-situ sensor technology. In a spectroscopic telemetry device, a scanning measurement is also relatively easy and fast to implement, so that relatively large areas can be scanned within a shorter time.
Die motorbetriebene Bewegungsplattform in Form eines Fahrgestells und im Folgenden auch als Roboter bezeichnet mit der oben beschriebenen Sensorik umfasst insbesondere eine eigene Energieversorgung, wobei allerdings darauf hingewiesen wird, dass auch eine Fremdenergieversorgung möglich ist, z. B. dann, wenn ein solches System auf Schienen angeordnet ist. Die Sensorik umfasst des Weiteren ein GPS-System sowie mindestens eine Kamera, um sich selbst zu lokalisieren bzw. zu navigieren. Denkbar ist ebenfalls eine Sensorik mit Markern z. B. in Form von RFIDs auch in Verbindung mit Karten zur Selbstlokalisierung.The motorized motion platform in the form of a chassis and hereinafter also referred to as a robot with the above-described sensors includes in particular its own power supply, although it is pointed out that an external energy supply is also possible, z. B. when such a system is arranged on rails. The sensor system further includes a GPS system and at least a camera to locate or navigate yourself. Also conceivable is a sensor with markers z. B. in the form of RFIDs also in conjunction with self-locating cards.
Vorgesehen ist des Weiteren, dass die optische Fernmesseinrichtung mit dem Roboter in Kommunikation steht. Das bedeutet, dass die Fernmesseinrichtung Signale an das Fahrgestell zur Ortsänderung übermittelt, und zwar in Abhängigkeit davon, wie durch die Fernmesseinrichtung die Detektion und Lokalisierung vorgenommen wird, worauf später noch eingegangen werden wird.Intended is further that the optical telemetry device with the Robot is in communication. That means the telemetry device Signals transmitted to the chassis for location change, depending on of which, as by the telemetry device, the detection and localization is done later will be discussed later.
Gegenstand der Erfindung sind nunmehr mehrere Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art.object The invention now has several methods for operating a device of the type described above.
Hierbei ist nach einer ersten Variante vorgesehen, dass bei einer optischen Fernmesseinrichtung auf Basis einer passiven IR-Thermographieeinrichtung zur Detektion und Lokalisation des Lecks Temperaturdifferenzen auf der Oberfläche des druckführenden Systems ermittelt werden, die aufgrund des Ausströmens des Gases hervorgerufen werden. Hierbei ist im Einzelnen vorgesehen, dass die IR-Thermographieeinrichtung eine Rechnereinheit und einen Speicher aufweist, wobei mindestens ein in einem druckführenden System ein Leck kennzeichnendes Referenztemperaturprofil erzeugt wird, das in dem Speicher abgelegt ist wobei das druckführende System über einen vorbestimmten Abschnitt durch die Thermographieeinrichtung sukzessive abgescannt wird, und wobei dann, wenn während des Scannvorgangs ein Temperaturprofil ermittelt wird, das mit dem Referenztemperaturprofil korreliert, das Leck detektiert und schlussendlich lokalisiert ist. Hierbei kann es notwendig sein, dass der Roboter sich dem Leck nähert oder auch seine Richtung relativ zu dem vermuteten Leck ändert, um den Ort des Lecks zu verifizieren. Insofern erhält der Roboter von der Fernmesseinrichtung entsprechende Signale.in this connection is provided according to a first variant, that in an optical Remote measuring device based on a passive IR thermography device for the detection and localization of the leak temperature differences the surface of the pressurized Systems are determined due to the outflow of the Gases are caused. In this case, it is provided in detail that the IR thermography device has a computer unit and a Memory, wherein at least one in a pressurized System generates a leak characteristic reference temperature profile stored in the memory, wherein the pressurized system via a predetermined portion by the thermography device successively is scanned, and wherein if, during the scanning process a Temperature profile is determined with the reference temperature profile correlates, the leak is detected and finally localized. in this connection it may be necessary for the robot to approach the leak or also changes its direction relative to the suspected leak to verify the location of the leak. In this respect, the robot receives from the telemetry device corresponding signals.
Die Erzeugung des Referenztemperaturprofils kann beispielsweise durch Anlernen von Testdaten von Lecks anhand des Prinzips der künstlichen Neuronalen Netze erfolgen oder aber nach einer anderen Variante können Referenztemperaturprofile nach Art einer dreidimensionalen, insbesondere gaußschen Form ausgebildet sein. Eine gaußsche Form bildet sich bei runden Lecks aus; bei z. B. Rissen wird die Form des Profils anders ausgebildet sein, aber immer gewisse Charakteristiken aufweisen, die ein Referenztemperaturprofil charakterisieren. Denkbar sind ebenfalls Kombinationen der zuvor beschriebenen Arten zur Erzeugung eines Referenztemperaturprofils. Hierbei können weitere Daten und Werte aus der aktuellen Messung zur genauen Lokalisierung des Lecks in die Auswertung mit einfließen, wenn z. B. ermittelt wird, dass die Durchschnittstemperatur im Leckbereich niedriger liegt, als im gesamten übrigen Bildausschnitt.The Generation of the reference temperature profile can, for example, by Teaching test data of leaks based on the principle of artificial neural Nets or after another variant can reference temperature profiles after Type of a three-dimensional, in particular Gaussian shape be formed. A Gaussian form forms at round leaks; at z. B. Cracks becomes the shape profile, but always with certain characteristics which characterize a reference temperature profile. Conceivable are also combinations of the types described above for production a reference temperature profile. Here are more data and values from the current measurement to accurately locate the leak in to include the evaluation, if z. B. it is determined that the average temperature in the leak area is lower than in the rest of the picture.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Rechner- oder Datenverarbeitungseinheit der Thermographiemesseinrichtung einen Hoch- und/oder Tiefpassfilter aufweist, wobei mittels eines Tiefpassfilters ein höherfrequentes Rauschen ausgefiltert werden kann oder bei Einsatz eines Hochpassfilters ein vorhandener ”Trend” reduziert wird. Unter einem ”Trend” in den Messdaten wird verstanden, dass beispielsweise bei einer Rohrleitung über die Länge der Rohrleitung eine Temperaturänderung – aus welchen Gründen auch immer – stattfindet. Eine solche Temperaturänderung wird auch als Trend bezeichnet, wobei der Sinn eines Hochpassfilters das Herausfiltern eines solchen Trends ist, um ein Leck deutlicher erkennen zu können.To Another feature of the invention is in this context provided that the computer or data processing unit of Thermography measuring device a high and / or low pass filter wherein, by means of a low-pass filter, a higher-frequency Noise can be filtered out or when using a high-pass filter existing "trend" reduced becomes. Under a "trend" in the Measurement data is understood that, for example, in a pipeline over the Length of the pipeline a temperature change - for whatever reason always - takes place. Such a temperature change is also referred to as a trend, with the meaning of a high-pass filter filtering out such a trend is more significant to a leak to be able to recognize.
Ein weiteres Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht als Variante darin, dass die optische Fernmesseinrichtung als aktive spektroskopische Einrichtung mit einer Rechner- oder Datenverarbeitungseinheit ausgerüstet ist, wobei durch die spektroskopische Messeinrichtung zunächst eine Messung der summativen Gaskonzentration entlang eines von der spektroskopischen Einrichtung emittierten Lichtstrahls ermittelt wird, wobei diese Messung durch die Rechnereinheit in einem vorgegebenen Raster in verschiedene Richtungen wiederholt wird, wobei durch die Rechnereinheit die Messung ermittelt wird, die den Maximalwert der summativen Gaskonzentration darstellt. Hieraus wird deutlich, dass durch die spektroskopische Einrichtung ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl in einem vorgegebenen Raster auf den Ort der Gaskonzentration, also auf eine Gaswolke, gerichtet wird. Um aus verschiedenen Richtungen innerhalb eines vorgegebenen Rasters den Lichtstrahl auf die Gaswolke zu richten, ist erforderlich, wie dies bereits erläutert worden ist, dass die Fernmesseinrichtung in allen drei Raumachsen beweglich ausgebildet ist. Wesentlich ist nun, dass zur autonomen Ermittlung von Leckagen die Steuerung der Fahrbewegung bzw. die Veränderung des Ortes der jeweiligen Messung dem Roboter durch die Rechnereinheit der Fernmesseinrichtung vorgegeben wird. Das heißt, das System ist durch die Verbindung zwischen Roboter als selbstfahrendem Fahrgestell, das sich in einer bestimmten Umgebung selbst zu navigieren und lokalisieren vermag, in Verbindung mit der Art der Auswertung von Messwerten der Fernmesseinrichtung in der Lage, selbstständig entsprechende Leckagen zu detektieren und zu lokalisieren.One Another method for operating a device of the aforementioned Type is a variant in that the optical telemetry device as an active spectroscopic device with a computer or Data processing unit equipped is, wherein by the spectroscopic measuring device first a Measurement of the summative gas concentration along one of the spectroscopic Device emitted light beam is detected, these Measurement by the computer unit in a given grid in different directions is repeated, with the computer unit the measurement is determined, which is the maximum value of the summative gas concentration represents. From this it becomes clear that by the spectroscopic Device a light beam, in particular a laser beam in one predetermined grid on the location of the gas concentration, ie on a Gas cloud, is directed. To move from different directions within one given grid to direct the light beam to the gas cloud, is required, as has already been explained, that the Remote measuring device designed to be movable in all three spatial axes is. It is essential now that for the autonomous determination of leaks the control of the driving movement or the change of the location of the respective Measurement of the robot by the computer unit of the telemetry device is given. That is, that System is self-propelled by the connection between robot Chassis that navigate itself in a specific environment and can locate, in conjunction with the nature of the evaluation of measured values of the telemetry device capable of independently corresponding Detect and locate leaks.
Ist nun nach einer solchen Rasterung in einer Richtung die maximale summative Gaskonzentration ermittelt worden, und zwar bei einem bestimmten Abstand zum vermuteten Ort des Austritts des Gases, dann ist zur genauen Lokalisation des Weiteren vorgesehen, dass die zuvor beschriebene rasterartige Messung und die Messung der summativen Gaskonzentration in bestimmten sich ändernden räumlichen Abständen zu dem druckführenden System wiederholt wird, bis tatsächlich der Ort der maximalen Gaskonzentration und mithin das Leck lokalisiert worden ist. Dies geschieht dadurch, dass der Roboter sich dem vermuteten Leck sukzessiv örtlich nähert.is now after such a rasterization in one direction the maximum Summative gas concentration has been determined, namely at a certain Distance to the presumed place of the exit of the gas, then is to Furthermore, the exact localization provided that the previously described grid-like measurement and the measurement of the summative gas concentration in certain changing ones spatial distances too the pressure-bearing System is repeated until actually the location of the maximum gas concentration and thus the leak localized has been. This happens because the robot suspected that Leak gradually local approaches.
Hierbei ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Größe des Rasters um den Ort der maximalen Gaskonzentration zentriert wird und in seiner Größe an die Ausdehnung der ausgetretenen Gaswolke angepasst wird. Dies geschieht dadurch, dass die Ausdehnung oder Größe des Rasters so verändert wird, bis es die Wolke einhüllt oder umfasst.in this connection is advantageously provided that the size of the grid around the place of maximum gas concentration is centered and in size to the Extension of the leaked gas cloud is adjusted. this happens in that the extent or size of the grid is changed until it envelops the cloud or includes.
Eine weitere Variante zum Betrieb einer Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht darin, dass wiederum die optische Fernmesseinrichtung als spektroskopische Einrichtung mit einer Rechnereinheit ausgebildet ist, wobei der Ort der maximalen Gaskonzentration durch mindestens eine Triangulation ermittelt wird. Auch hierbei wird vorher ein Lichtstrahl (Laser) rasterartig mehrfach auf die Gaswolke zugerichtet, um durch mehrere Messungen von summativen Gaskonzentrationen hieraus den Maximalwert zu ermitteln. Die Ermittlung eines solchen Maximalwertes erfolgt aus verschiedenen Richtungen, wobei dann durch Triangulation der Ort der maximalen Gaskonzentration lokalisiert wird. Unter einer Triangulation versteht man das Prinzip des Betrachtens eines Punktes aus zwei verschiedenen Raumachsen, um anhand der Schnittpunkte der sich hierbei ergebenden Betrachtungslinien den Ort rechnerisch mittels Triangulation genau lokalisieren zu können. Eine solche Triangulation erfolgt mindestens einfach, häufig jedoch mehrfach, bis das Leck lokalisiert ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Gaswolke nicht unmittelbar am Ort ihrer Entstehung ermittelt worden ist, sondern der Ort der Entstehung der Gaswolke, mithin das Leck, woanders zu finden ist, z. B. verdeckt hinter einer Gebäudeecke. Insofern sind unter Umständen mehrere Triangulationsschritte erforderlich, bis das Leck tatsächlich ermittelt worden ist. Hieraus wird deutlich, dass der Roboter durch die Fernmesseinrichtung, also die spektroskopische Einrichtung, durch Information der jeweils maximalen summativen Gaskonzentration einen Standortwechsel vornimmt, um nach einem erfolgten Standortwechsel durch weitere Messungen mit nachfolgender Triangulation sich an den Ort des Lecks vorzuarbeiten. Das heißt, ein solcher iterativer Prozess erfolgt so lange, bis durch die Messungen der Punkt der höchsten Gaskonzentration, mithin das Leck, lokalisiert ist.A Another variant for operating a device of the aforementioned Art is that in turn the optical telemetry device designed as a spectroscopic device with a computer unit is, where the location of the maximum gas concentration by at least a triangulation is determined. Again, this is a before Light beam (laser) grid-like on the gas cloud several times, by several measurements of summative gas concentrations from this determine the maximum value. The determination of such a maximum value takes place from different directions, in which case by triangulation the location of the maximum gas concentration is localized. Under one Triangulation is the principle of looking at a point from two different spatial axes, based on the intersection of the This resulting lines of view the place by calculation Accurate localization of triangulation. Such a triangulation at least easy, often but several times until the leak is located. This is especially true then, when the gas cloud is not directly at the place of its formation has been determined, but the place of origin of the gas cloud, hence the leak, to find elsewhere, z. B. hidden behind one Building corner. In that respect, under certain circumstances Several triangulation steps are required until the leak is actually detected has been. It can be seen from this that the robot, through the telemetry device, So the spectroscopic device, by information of each maximum summative gas concentration changes location, after a successful relocation by further measurements followed by triangulation to work on the location of the leak. This means, Such an iterative process takes place until the measurements the point of the highest Gas concentration, hence the leak, is localized.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere auch eine Variante denkbar, bei der der Roboter sowohl eine Thermographiemesseinrichtung als auch eine spektroskopische Messeinrichtung umfasst, und die Ermittlung von Leckagen durch Zusammenarbeit oder Kombination beider Fernmesseinrichtungen erfolgt. Hierbei hat sich insbesondere herausgestellt, dass durch ein vorgeschaltetes Triangulationsverfahren mit spektroskopischer Messung eine relativ zügige Annäherung des Roboters an den Ort der maximalen Gaskonzentration gewährleistet ist. Zu einem bestimmten Zeitpunkt ist dann in zeitlicher Folge die Thermographieeinrichtung in der Lage, das Leck zu detektieren und hierbei auch zu lokalisieren.In In this context, a variant is also conceivable, in particular in which the robot both a thermography measuring device as also includes a spectroscopic measuring device, and the determination leakages by cooperation or combination of both telemetry devices he follows. In particular, it has been found that by an upstream triangulation method with spectroscopic Measurement a relatively swift approach ensured by the robot to the place of maximum gas concentration is. At a given time is then in chronological order the thermography device is able to detect the leak and to locate it as well.
Vorteilhaft ist ebenfalls, wenn mit einer spektroskopischen Fernmesseinrichtung das Prinzip der Triangulation kombiniert wird mit dem Prinzip der sukzessiven Annäherung durch Ermittlung der maximalen summativen Gaskonzentration aus einer Vielzahl von Messungen der summativen Gaskonzentrationen. Auch durch eine solche Kombination kann ganz ähnlich wie durch eine Kombination von spektroskopischer Messeinrichtung mit Infrarotmesseinrichtung die Geschwindigkeit zur Lokalisierung des Lecks erhöht werden. Hieraus folgt ebenfalls unmittelbar, dass auch beide spektroskopischen Messverfahren mittels Triangulation und/oder sukzessiver Annäherung an das Leck durch Ermittlung der maximalen summativen Gaskonzentrationen aus einer Vielzahl von Messungen mit der Thermographiemessung kombiniert werden können, um – wie bereits ausgeführt – eine schnelle und sichere Detektion und Lokalisation des Lecks erreichen zu können.It is also advantageous if the principle of triangulation is combined with a spectroscopic telemetry device with the principle of successive approximation by determining the maximum summative gas concentration from a multiplicity of measurements of the summative gas concentrations. Even through such a combination can much as a combination of spectroscopic measuring device with infrared measuring device, the speed for the localization of the leak can be increased. It also follows directly from this that both spectroscopic measurement methods can be combined with the thermographic measurement by means of triangulation and / or successive approximation to the leak by determining the maximum summative gas concentrations from a multiplicity of measurements, in order, as already stated, to provide fast and reliable detection To achieve localization of the leak.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft nähert erläutert.Based In the drawings, the invention will be explained below by way of example by way of example.
Bei
der Darstellung gemäß
Die
spektroskopische Einrichtung
Bei
der Darstellung gemäß
In
In
Das
Ablaufdiagramm gemäß
Im Wege der Kreuzkorrelation wird ein Bildausschnitt um den Zielbildpunkt des vorverarbeiteten Bildes mit dem eines Referenzbildes verglichen. Zusätzlich werden zur Verifizierung parallel dazu ein oder mehrere weitere Werte oder Daten aus der tatsächlichen Messung herangezogen, z. B. die durchschnittliche Temperatur in der Umgebung des Zielbildpunktes.By way of cross-correlation, an image detail around the target image point of the preprocessed image is compared with that of a reference image. In addition, one or more further values or data from the actual measurement are used in parallel for the verification, for. B. by average temperature in the vicinity of the target pixel.
Alternativ
zur Kreuzkorrelation kann, wie dieses bereits erläutert wurde,
das Referenzprofil von einem künstlichen
Neuronalen Netz angelernt werden, und dieses Neuronale Netz – wie zuvor
beschrieben – mit
Bildausschnitten verglichen werden (
In
Bezug auf die spektroskopische Messung gilt Folgendes:
Aus
Out
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