DE102019135288A1

DE102019135288A1 - System und verfahren zum überwachen eines zustands von mindestens einem objekt, das in einem rohrleitungssystem umfasst ist

Info

Publication number: DE102019135288A1
Application number: DE102019135288.6A
Authority: DE
Inventors: Dimitri Vaissiere; Dirk Dohse
Original assignee: Endress Hauser Group Services AG; Endress and Hauser Group Services AG
Current assignee: Endress and Hauser Group Services AG
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-06-24
Also published as: CN113008995A; CN113008995B; US11656170B2; US20210190673A1; EP3839496A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Zustands von mindestens einem Objekt (OJ), das in einem Rohrleitungssystem zum Transportieren von mindestens einem Produkt umfasst ist, wobei: das Rohrleitungssystem eine Rohrleitung (1) umfasst, das das/die Produkt(e) transportiert, wobei jedes Objekt (OJ) mindestens eine Fläche umfasst, die dem/den durch die Rohrleitung (1) fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist, und das Rohrleitungssystem in einem ersten Modus betreibbar ist, wobei die Rohrleitung (1) mit einem ersten Medium gefüllt ist. Das Verfahren ermöglicht es, den Zustand jedes Objekts (OJ) zu überwachen, während das Objekt (OJ) an seinem Ort in dem Rohrleitungssystem verbleibt und umfasst die folgenden Schritte: 1) kontinuierliches oder wiederholtes Messen einer Resonanzfrequenz (f(t)) eines Schwingelements (5) einer Vibrationsvorrichtung (3), die an der Rohrleitung (1) installiert ist, wobei: das Schwingelement (5) sich in die Rohrleitung (1) erstreckt und eine Anfälligkeit für eine Beeinträchtigung durch Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion entsprechend der jeweiligen Anfälligkeiten des Objekts/der Objekte (OJ) aufweist, wobei die Vibrationsvorrichtung (3) einen Wandler (7) umfasst, der das Schwingelement (5) veranlasst, mit der Resonanzfrequenz zu schwingen und eine Messeinheit (9), die die Resonanzfrequenz (f(t)) misst, und die Resonanzfrequenz (f(t)) sich durch Akkretion des Schwingelements (5) verringert und durch Korrosion und Abrasion erhöht, und 2) Überwachen des Zustands des Objekts/der Objekte (OJ) basierend auf den gemessenen Frequenzen (fM1(t)), die während mindestens einem ersten Zeitintervall (T1) gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in dem ersten Modus betrieben wurde und das Schwingelement (5) in das erste Medium getaucht war und Bestimmen und Bereitstellen mindestens eines Überwachungsergebnisses.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren, zum Überwachen eines Zustands von mindestens einem Objekt, das in einem Rohrleitungssystem zum Transportieren von mindestens einem Produkt umfasst ist, wobei: das Rohrleitungssystem eine Rohrleitung umfasst, das das/die Produkt(e) transportiert, wobei jedes Objekt mindestens eine Fläche umfasst, die dem/den durch die Rohrleitung fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist, aufgrund der dem/den Produkt(en) ausgesetzten Fläche(n) ist jedes Objekt für eine Beeinträchtigung durch mindestens eine der Folgenden anfällig: Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion, und das Rohrleitungssystem ist in einem ersten Modus betreibbar, wobei die Rohrleitung mit einem ersten Medium gefüllt ist.
Rohrleitungssysteme, die mindestens eine Rohrleitung umfassen, werden in verschiedenen Industriearten, z. B. der Lebensmittelindustrie, der chemischen Industrie und der Öl- und Gasindustrie, verwendet, um Produkte, wie z. B. Fluide verschiedener Arten, von einem Ort zum anderen zu transportieren.
Diese Rohrleitungssysteme umfassen mindestens ein Objekt, z. B. eine Innenwand der Rohrleitung, mit einer Fläche, die dem/den durch die Rohrleitung fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist. Dadurch, dass die Flächen dem/den Produkt(en), ausgesetzt sind, sind diese Objekte anfällig für Beeinträchtigungen durch mindestens eine der Folgenden: Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion. Die Stärke der Anfälligkeit hängt von der Art des Produkts/der Produkte ab, die durch die Rohrleitung transportiert werden, und von den Eigenschaften, z. B. dem Material, der ausgesetzten Fläche(n). Akkretion wird durch Ablagerungen von Produkten verursacht, die eine Tendenz haben, an der/den ausgesetzten Fläche(n) anzuhaften oder zu kleben. Beispielsweise verringert eine Akkretionsschicht, die sich an der Innenwand der Rohrleitung bildet, einen Innendurchmesser der Rohrleitung und erhöht somit den Durchflusswiderstand der Rohrleitung. Auf lange Sicht kann eine kontinuierlich zunehmende Dicke der Akkretionsschicht sogar zu einer Verstopfung der Rohrleitung führen. Als Gegenmaßnahme werden Rohrleitungen, die anfällig für Akkretion sind, in regelmäßigen Abständen gereinigt. Abrasion wird durch abrasive Produkte, die durch die Rohrleitung fließen, verursacht, wie z. B. Produkte, die Sand oder andere abrasive Partikel umfassen. Flächenkorrosion wird durch korrosive Produkte verursacht, die die Innenwand der Rohrleitung korrodieren, wie z. B. salzige oder saure Flüssigkeiten. Auf lange Sicht reduziert Abrasion ebenso wie Korrosion die Wanddicke der Rohrleitung und somit dessen mechanische Stabilität. Als Gegenmaßnahme werden Rohrleitungen mit Innenwänden, die anfällig für Korrosion und/oder Abrasion sind, üblicherweise in regelmäßigen Zeitintervallen ausgetauscht. Regelmäßige Reinigung oder Austausch von Rohrleitungen verursachen Kosten und erfordern in der Regel eine Unterbrechung des Prozesses, der an dem Standort des Rohrleitungssystems durchgeführt wird.
Da eine visuelle Untersuchung der Innenwand der Rohrleitung in der Regel nicht während des Betriebs des Rohrleitungssystems möglich ist, werden die Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Reinigungen oder Austauschen in der Regel so kurz gehalten, sodass ein sicherer Betrieb des Rohrleitungssystems unter allen Umständen gewährleistet ist. Folglich werden sie sehr oft durchgeführt, lange bevor es aufgrund des wirklichen Zustands der Rohrleitung erforderlich ist. Andererseits kann das Anwenden längerer Zeitintervalle dazu führen, dass Reinigungen oder ein Austausch zu spät durchgeführt werden. Dies kann schwerwiegende Konsequenzen hinsichtlich der Sicherheit und des Betriebs des Rohrleitungssystems haben, was wiederum zu Schäden für Mensch und/oder Umwelt, hohe zusätzliche Kosten und/oder längeren Stillstandszeiten des Rohrleitungssystems führen kann. Daher besteht in der Industrie ein Bedarf zum Überwachen des Zustands der Innenwände dieser Rohrleitungen während des Betriebs des Rohrleitungssystems, um die Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Reinigungen oder Austauschen zu optimieren.
Akkretion sowie Korrosion stellen auch ein Problem in Bezug auf die Vibrationsvorrichtungen zum Überwachen und/oder Bestimmen einer Prozessgröße eines Mediums dar, wie z. B. Füllstandsgrenzschalter zum Überwachen eines Füllstands des Mediums, das einen vorbestimmten Pegel über- oder unterschreitet. Derartige Vorrichtungen werden z. B. von der Endress + Hauser-Gruppe vertrieben. Vibrationsvorrichtungen umfassen in der Regel ein Schwingelement, einen Wandler, der das Schwingelement veranlasst zu schwingen und eine Messeinheit, die eine Frequenz der resultierenden Schwingung misst. Während des Betriebs sind diese Vibrationsvorrichtungen in der Regel so installiert, dass die Frequenz von der zu messenden oder zu überwachenden Prozessgröße abhängt. Eine durch Ablagerungen des Mediums auf dem Schwingelement hervorgerufene Akkretion verstärkt die schwingende Masse und verringert damit die Frequenz. Korrosion des Schwingelements verringert die schwingende Masse und erhöht damit die Frequenz. Jede Änderung der schwingenden Masse, die nicht durch eine entsprechende Änderung der zu messenden oder zu überwachenden Prozessgröße verursacht wird, beeinträchtigt die Fähigkeit der Vibrationsvorrichtung zum Überwachen und/oder zum Bestimmen der Prozessgröße. Dieses Problem wird z. B. in dem US-Patent Nr. 7.665.357 B2 behandelt, das eine Vibrationsvorrichtung beschreibt, die dazu ausgelegt ist, einen Akkretionsalarm auszugeben, wenn die Schwingungsfrequenz des Schwingelements unter eine einstellbare Grenze fällt, die basierend auf Abhängigkeiten der Schwingungsfrequenz von den Prozessbedingungen und/oder der zu überwachenden und/oder zu bestimmenden Prozessgröße bestimmt wird. Weiterhin beschreibt das Patent DE 10 2017 102 550 A1 ein Verfahren zum Erfassen von Korrosion oder Akkretion eines Schwingelements einer Vibrationsvorrichtung, wobei das Schwingelement veranlasst wird, mit einer Resonanzfrequenz zu schwingen und Korrosion und Akkretion wird basierend auf der Resonanzfrequenz erfasst.
Das Patent US 2019/0064096 A1 beschreibt ein System zum Erfassen und Lokalisieren von Korrosion an einer Außenfläche eines Metallrohrs. Das System umfasst einen elektromagnetischen Wellenleiter, der benachbart zu der Außenfläche des Metallrohrs angeordnet ist. Dieser Wellenleiter umfasst eine Opferkomponente, die im Wesentlichen der gleichen Umgebung wie die Außenseite des Metallrohrs ausgesetzt ist. Das System umfasst ferner einen Wellenformgenerator, der eine elektromagnetische Wellenform in den Wellenleiter einspeist, und einen Wellenformanalysator, der einen reflektierten Abschnitt dieser Wellenform empfängt und den Ort der Korrosion der Opferkomponente basierend auf dem reflektierten Abschnitt der eingespeisten Wellenform bestimmt. Auch wenn dieses Verfahren gut geeignet zur Erfassung der an der Außenseite der Rohrleitung auftretenden Korrosion ist, ist es weder ausgelegt, Akkretion noch Beeinträchtigungen, die an der Innenwand der Rohrleitung auftreten, zu erfassen.
Beeinträchtigungen durch Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion ist nicht nur ein Problem in Bezug auf die Innenwände der Rohrleitungen, sondern sogar noch stärker in Bezug auf andere Objekte, wie z. B. Ventile, Tauchhülsen, Pumpen, Kompensatoren oder Aggregate, die Flächen aufweisen, die dem/den durch die Rohrleitungen des Rohrleitungssystems fließende(n) Produkt(en) ausgesetzt sind. Daher müssen sie regelmäßig gereinigt und/oder ausgetauscht werden, um einen sicheren Betrieb des Rohrleitungssystems sicherzustellen. Genau wie der Zustand der Innenwände der Rohrleitungen kann der Zustand dieser Objekte oft nicht ohne spezielle Testverfahren oder, im schlimmsten Fall, ohne Entfernen des jeweiligen Objekts aus dem Rohrleitungssystem bestimmt werden.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Überwachungssystem und ein Verfahren zum Überwachen eines Zustands von mindestens einem Objekt, das in einem Rohrleitungssystem umfasst ist, bereitzustellen, das es ermöglicht, den Zustand des Objekts zu überwachen, während das Objekt an seinem Ort in dem Rohrleitungssystem verbleibt, und vorzugsweise auch ohne jegliche Störung des Betriebs des Rohrleitungssystems zu verursachen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren, zum Überwachen eines Zustands von mindestens einem Objekt gelöst, wobei das Objekt in einem Rohrleitungssystem zum Transportieren von mindestens einem Produkt umfasst ist, wobei: das Rohrleitungssystem eine Rohrleitung umfasst, das das/die Produkt(e) transportiert, wobei jedes Objekt mindestens eine Fläche umfasst, die dem/den durch die Rohrleitung fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist, aufgrund der dem/den Produkt(en) ausgesetzten Fläche(n) ist jedes Objekt für eine Beeinträchtigung durch mindestens eine der Folgenden anfällig: Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion, und das Rohrleitungssystem ist in einem ersten Modus betreibbar, wobei die Rohrleitung mit einem ersten Medium gefüllt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

1) kontinuierliches oder wiederholtes Messen einer Resonanzfrequenz eines Schwingelements einer Vibrationsvorrichtung, die an der Rohrleitung installiert ist, wobei:
- das Schwingelement sich in die Rohrleitung erstreckt und eine Anfälligkeit gegenüber einer Beeinträchtigung aufweist, die durch Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion verursacht wird, die den jeweiligen Anfälligkeiten des Objekts/der Objekte entspricht,
- die Vibrationsvorrichtung einen Wandler umfasst, der das Schwingelement veranlasst, mit der Resonanzfrequenz zu schwingen und eine Messeinheit zum Messen der Resonanzfrequenz, und die Resonanzfrequenz des Schwingelements durch Akkretion verringert und durch Korrosion und Abrasion erhöht wird, und
2) Überwachen des Zustands des Objekts/der Objekte basierend auf den gemessenen Frequenzen, die während mindestens einem ersten Zeitintervall gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in dem ersten Modus betrieben wurde und das Schwingelement in das erste Medium getaucht war und Bestimmen und Bereitstellen mindestens eines Überwachungsergebnisses.

Gemäß der Erfindung wird der Zustand jedes Objekts basierend auf dem Zustand des dem/den gleichen Produkt(en) ausgesetzten Schwingelements überwacht, der basierend auf den gemessenen Frequenzen, die während dem ersten Zeitintervall gemessen wurden, bestimmt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Zustand des Objekts/der Objekte überwacht werden kann und Beeinträchtigungen des Objekts/der Objekte in einem sehr frühen Stadium erfasst werden, während jedes Objekt an seinem Ort in dem Rohrleitungssystem verbleibt.
Weitere Gegenmaßnahmen, wie z. B. eine Reinigung der Fläche(n) des Objekts/der Objekte zum Entfernen oder zumindest Verringern von Akkretionsschichten, die sich möglicherweise auf diesen gebildet haben, oder aufgrund von Abrasion oder Korrosion erforderliches Austauschen des Objekts/der Objekte können gemäß dem wirklichen Zustand des Objekts/der Objekte geplant werden. Dadurch wird nicht nur die Sicherheit des Betriebs des Objekts/der Objekte sowie des gesamten Rohrleitungssystems verbessert, sondern es wird auch ermöglicht, die Kosten, die Zeit und eventuell auch die Stillstandszeiten des Rohrleitungssystems, die mit der Durchführung dieser Gegenmaßnahmen verbunden sind, auf ein für den sicheren Betrieb erforderliches Minimum zu reduzieren.
Eine erste Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, wobei das Überwachen, das basierend auf den gemessenen Frequenzen, die während des mindestens einen ersten Zeitintervalls gemessenen wurden, durchgeführt wird, den Schritt umfasst, für mindestens eines der Objekte mindestens eines der Überwachungsergebnisse mindestens einmal zu bestimmen und bereitzustellen, indem mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:

a) Bestimmen und Bereitstellen eines Beeinträchtigungsgrads des jeweiligen Objekts,
b) Erfassen und Anzeigen einer Beeinträchtigung des jeweiligen Objekts, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts einen gegebenen Schwellenwert überschreitet,
c) Ausgeben eines Alarms, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts einen gegebenen Schwellenwert überschreitet,
d) Bestimmen und Bereitstellen von Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen, die während der ersten Zeitintervalle gemessenen wurden, im Laufe der Zeit abnehmen,
e) Bestimmen und Bereitstellen von Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen, die während der ersten Zeitintervalle gemessen wurden, im Laufe der Zeit zunehmen, und
f) Bestimmen und Bereitstellen einer verbleibenden Zeit, die verbleibt, bis der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts einen gegebenen Schwellenwert überschreitet.

Eine zweite Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, wobei:

das Rohrleitungssystem in dem ersten Betriebsmodus und in mindestens einem weiteren Betriebsmodus betrieben werden kann, wobei das Schwingelement während jedes Zusatzmoduszeitintervalls, in dem das Rohrleitungssystem in dem jeweiligen Zusatzmodus betrieben wird, in ein modusspezifisches, durch die Rohrleitung fließendes Produkt getaucht ist, und

basierend auf den gemessenen Frequenzen, die während mindestens einem Zusatzmoduszeitintervall gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in dem jeweiligen Zusatzmodus betrieben wurde, Durchführen von mindestens einem der folgenden Schritte:
- Überwachen des Zustands von mindestens einem der Objekte und Bestimmen und Bereitstellen mindestens eines Überwachungsergebnisses, und
- für mindestens eines der Objekte mindestens einmal Bestimmen mindestens eines Überwachungsergebnisses, indem mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:
  1. a) Bestimmen und Bereitstellen eines Beeinträchtigungsgrads des jeweiligen Objekts,
  2. b) Erfassen und Anzeigen einer Beeinträchtigung des jeweiligen Objekts, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts einen gegebenen Schwellenwert überschreitet,
  3. c) Ausgeben eines Alarms, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts einen gegebenen Schwellenwert überschreitet,
  4. d) Bestimmen und Bereitstellen von Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen, die während der Zusatzmoduszeitintervalle gemessen wurden, im Laufe der Zeit abnehmen,
  5. e) Bestimmen und Bereitstellen von Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen, die während der Zusatzmoduszeitintervalle gemessen wurden, im Laufe der Zeit zunehmen, und
  6. f) Bestimmen und Bereitstellen einer verbleibenden Zeit, die verbleibt, bis der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts einen gegebenen Schwellenwert überschreitet.

Eine Ausgestaltung der zweiten Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, ferner umfassend den Schritt des Durchführens von mindestens einem der folgenden Schritte:

zu einem ersten Zeitpunkt Bestimmen eines ersten Beeinträchtigungsgrads basierend auf den gemessenen Frequenzen, die während mindestens einem der ersten Zeitintervalle gemessen wurden,
zu einem zweiten Zeitpunkt Bestimmen eines zweiten Beeinträchtigungsgrads basierend auf den gemessenen Frequenzen, die während mindestens einem der Zusatzmoduszeitintervalle gemessen wurden,
wobei der erste Beeinträchtigungsgrad und der zweite Beeinträchtigungsgrad entweder beide Beeinträchtigungsgrade des Schwingelements oder beide Beeinträchtigungsgrade des gleichen Objekts/der gleichen Objekte sind, und Ausgeben einer Benachrichtigung zum Anzeigen einer beeinträchtigten Überwachungsfähigkeit des Überwachungsverfahrens, wenn die Zeitdifferenz zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit kleiner ist als ein gegebener Referenzwert und eine Abweichung zwischen dem ersten Beeinträchtigungsgrad und dem zweiten Beeinträchtigungsgrad einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.

Eine dritte Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, ferner umfassend mindestens einen der Schritte:

a) mittels mindestens eines Sensors Messen mindestens einer auf die Resonanzfrequenz des Schwingelements wirkenden Größe,
b) mittels eines Temperatursensors Messen einer Größe, die durch eine Temperatur gegeben ist, der das Schwingelement ausgesetzt ist, und
c) mittels eines Drucksensors Messen einer Größe, die durch einen Druck innerhalb der Rohrleitung gegeben ist, und das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfassend:
- basierend auf mindestens einer der gemessenen Größen Durchführen einer Kompensation einer Abhängigkeit der durch die Vibrationsvorrichtung gemessenen Frequenzen von den/der jeweilige(n) Größe(n), und
- Anwenden der kompensierten gemessenen Frequenzen als während des Überwachungsverfahrens gemessene Frequenzen.

Eine vierte Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, ferner umfassend mindestens einmal einen der Schritte:

a) Planen oder Planen und Durchführen eines Austauschs von mindestens einem der Objekte gemäß dem Beeinträchtigungsgrad und/oder der verbleibenden Zeit, der/die durch das Überwachungsverfahren für das jeweilige Objekt bestimmt und bereitgestellt wird, wenn Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung bestimmt wurde,
b) Durchführen eines Austauschs, wobei mindestens eines oder alle der Objekte und die Vibrationsvorrichtung oder mindestens das Schwingelement ausgetauscht werden und das Überwachungsverfahren nach dem Austausch wieder aufgenommen oder neu gestartet wird,
c) Planen oder Planen und Durchführen einer Reinigung von mindestens einem der Objekte oder eine Reinigung der Rohrleitung, während mindestens eines oder alle der Objekte in dem Rohrleitungssystem verbleiben, durchgeführt gemäß dem Beeinträchtigungsgrad und/oder der verbleibenden Zeit, der/die durch das Überwachungsverfahren für mindestens eines der Objekte bestimmt und bereitgestellt wird, wenn Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung bestimmt wurde,
d) während eines Reinigungszeitintervalls Reinigen der Rohrleitung, während die Objekte und die Vibrationsvorrichtung einschließlich des Schwingelements, das sich in die Rohrleitung erstreckt, an ihrem Ort verbleiben und Durchführen mindestens eines der Folgenden:
- Wiederaufnehmen oder Neustarten des Überwachungsverfahrens nachdem die Rohrleitung gereinigt wurde,
- Bestimmen und Bereitstellen eines Indikators einer Wirksamkeit der Reinigung, und/oder
- Bestimmen und Bereitstellen eines Indikators einer Wirksamkeit der Reinigung basierend auf oder als eine Differenz zwischen oder ein Quotient aus einem ersten basierend auf den vor der Durchführung der Reinigung der Rohrleitung gemessenen Frequenzen bestimmten Beeinträchtigungsgrad und einem zweiten basierend auf den nach der jeweiligen Durchführung der Reinigung der Rohrleitung gemessenen Frequenzen bestimmten Beeinträchtigungsgrad, wobei der erste Beeinträchtigungsgrad und der zweite Beeinträchtigungsgrad entweder beide Beeinträchtigungsgrade des Schwingelements oder beide Beeinträchtigungsgrade des gleichen Objekts sind.

Eine fünfte Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, ferner umfassend die Verfahrensschritte:

Bereitstellen der gemessenen Frequenzen und der entsprechenden Messzeitpunkte an eine Berechnungseinheit, und
mittels der Berechnungseinheit Durchführen der Überwachung des Zustands des Objekts/der Objekte basierend auf den gemessenen Frequenzen und den Messzeitpunkten, die der Berechnungseinheit bereitgestellt werden,
wobei die Berechnungseinheit ausgebildet ist, um die Überwachung und Bestimmung von mindestens einem Überwachungsergebnis durchzuführen,
wobei die Berechnungseinheit die gemessenen Frequenzen, die während der ersten Zeitintervalle gemessen wurden, basierend auf den gemessenen Frequenzen, den entsprechenden Messzeitpunkten und den ersten Zeitintervallen bestimmt, und wobei die ersten Zeitintervalle entweder der Berechnungseinheit bereitgestellt oder durch die Berechnungseinheit basierend auf den gemessenen Frequenzen und den entsprechenden Messzeitpunkten, die der Berechnungseinheit bereitgestellt werden, bestimmt werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der fünften Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, wobei die Berechnungseinheit:

trainiert oder ausgelegt ist, die Bestimmung der ersten Zeitintervalle basierend auf den gemessenen Frequenzen und den ihr bereitgestellten Messzeitpunkten zu lernen, und
die Bestimmung der ersten Zeitintervalle basierend auf den gemessenen Frequenzen und den entsprechenden Messzeitpunkten, die der Berechnungseinheit bereitgestellt werden, basierend auf einem zuvor bestimmten oder gelernten Modell für die Bestimmung der ersten Zeitintervalle, durchführt.

Eine erste Ausgestaltung der bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, wobei:

das Modell basierend auf Trainingsdaten bestimmt wird, die gemessene Frequenzen und entsprechende Messzeitpunkte umfassen, die gemessene Frequenzen, die während ersten Zeitintervallen gemessen wurden, umfassen, wobei während der ersten Zeitintervalle das Rohrleitungssystem in einem ersten Modus betrieben wurde und das Schwingelement der Vibrationsvorrichtung oder ein identisches Schwingelement einer Vibrationsvorrichtung der gleichen Art in das erste Medium getaucht war,
die Trainingsdaten zusätzlich die ersten Zeitintervalle umfassen, und das Modell basierend auf Modelleingaben bestimmt oder gelernt wird, die durch die gemessenen Frequenzen und die entsprechenden Messzeitpunkte gegeben sind, und auf Modellausgaben, die durch die ersten Zeitintervalle gegeben sind, beide umfasst in den Trainingsdaten.

Eine zweite Ausgestaltung der bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, umfassend die Schritte:

a) Bestimmen des Modells basierend auf gemessenen Frequenzen und entsprechenden Messzeitpunkten, die während eines vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in mindestens zwei unterschiedlichen Modi betrieben wurde, die den ersten Modus umfassen, durch:
- a1) Aufzeichnen der gemessenen Frequenzen, die während des vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden,
- a2) Bestimmen gefilterter Frequenzen durch Anwenden eines Filters auf die aufgezeichneten Frequenzen,
- a3) Bestimmen der Änderungszeitpunkte, als der Betriebsmodus des Rohrleitungssystems geändert wurde, wobei die Änderungszeitpunkte entweder basierend auf den gefilterten Frequenzen oder durch Bestimmen einer zeitlichen Abweichung der gefilterten Frequenzen bestimmt werden und Bestimmen der Änderungszeitpunkte als jeweils gleich einem Spitze- oder Talzeitpunkt, an dem die zeitliche Abweichung ein Extremum aufweist, insbesondere ein Extremum, das einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, einen Schwellenwert, der basierend auf einer Ausreißererkennung bestimmt wird, die basierend auf der zeitlichen Abweichung der gefilterten Frequenzen oder einem Schwellenwert größer als ein die gefilterten Frequenzen überlagerndes Rauschen durchgeführt wird,
- a4) basierend auf den Änderungszeitpunkten Identifizieren von Zeitintervallen, während denen das Rohrleitungssystem in einem einzigen Betriebsmodus betrieben wurde,
- a5) für jedes der Zeitintervalle entweder Bestimmen eines Satzes mindestens einer statistischen Eigenschaft der gemessenen Frequenzen und/oder gefilterten gemessenen Frequenzen, die während des jeweiligen Zeitintervalls gemessen wurden, oder Bestimmen eines Satzes mindestens einer statistischen Eigenschaft, die mindestens eines der Folgenden umfasst: einen Mittelwert der gemessenen Frequenzen und/oder der gefilterten Frequenzen, die während des jeweiligen Zeitintervalls gemessen wurden, und/oder eine Standardabweichung oder Varianz der gemessenen Frequenzen und/oder der gefilterten Frequenzen, die während des jeweiligen Zeitintervalls gemessen wurden,
- a6) basierend auf den Sätzen statistischer Eigenschaften, die für jedes der Zeitintervalle bestimmt werden, Identifizieren derjenigen Zeitintervalle, in denen das Rohrleitungssystem in dem gleichen Betriebsmodus betrieben wurde,
- a7) Bestimmen eines der basierend auf dem entsprechenden Satz statistischer Eigenschaften identifizierten und identifizierbaren Betriebsmodi als dem ersten zum Durchführen der Überwachung angewandten Modus, und
b) während der Überwachung Bestimmen der ersten Zeitintervalle basierend auf dem Satz statistischer Eigenschaften, die für den ersten Betriebsmodus repräsentativ sind, durch:
- b1) Aufzeichnen der gemessenen Frequenzen und der entsprechenden Messzeitpunkte und Filtern der aufgezeichneten Frequenzen,
- b2) bestimmte Änderungszeitpunkte, die während der Überwachung aufgetreten sind, oder bestimmte Änderungszeitpunkte, die während der Überwachung als jeweils gleich einem Spitze- oder Talzeitpunkt aufgetreten sind, an dem eine zeitliche Abweichung der gefilterten Frequenzen ein Extremum aufweist,
- b3) basierend auf den Änderungszeitpunkten Identifizieren von Zeitintervallen, während denen das Rohrleitungssystem in einem einzigen Betriebsmodus betrieben wurde, und
- b4) für jedes der Zeitintervalle Bestimmen des Satzes statistischer Eigenschaften der gemessenen Frequenzen und/oder der gefilterten Frequenzen, die während des jeweiligen Zeitintervalls gemessenen wurden,
- b5) Vergleichen der Sätze statistischer Eigenschaften mit dem Satz statistischer Eigenschaften, die für den ersten Modus repräsentativ sind, und basierend auf dem Vergleich, Identifizieren von Sätzen statistischer Eigenschaften, die dem Satz statistischer Eigenschaften entsprechen, die für den ersten Modus repräsentativ sind, und Identifizieren der entsprechenden Zeitintervalle als erste Zeitintervalle.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten und der fünften Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, wobei:

die Berechnungseinheit für mindestens einen der Zusatzmodi die gemessenen Frequenzen, die während der Zusatzmoduszeitintervalle gemessen wurden, basierend auf den gemessenen Frequenzen, den entsprechenden Messzeitpunkten und den ersten Zusatzmoduszeitintervallen bestimmt, und
die Zusatzmoduszeitintervalle entweder der Berechnungseinheit bereitgestellt oder von der Berechnungseinheit basierend auf den gemessenen Frequenzen und den entsprechenden Messzeitpunkten, die der Berechnungseinheit bereitgestellt werden, bestimmt werden, wobei die Zusatzmoduszeitintervalle, die von der Berechnungseinheit bestimmt werden, durch ein Bestimmungsverfahren bestimmt werden, das einem Bestimmungsverfahren entspricht, das von der Berechnungseinheit angewendet wird, um erste Zeitintervalle zu bestimmen.

Eine sechste Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, ferner umfassend mindestens einen der Schritte:

a) mindestens einmal Bereitstellen eines Reinigungszeitintervalls an die Berechnungseinheit, während dem die Rohrleitung gereinigt wurde, oder mindestens einmal mittels der Berechnungseinheit Bestimmen eines Reinigungszeitintervalls, während dem die Rohrleitung gereinigt wurde, indem ein Bestimmungsverfahren durchgeführt wird, das einem Bestimmungsverfahren entspricht, das von der Berechnungseinheit zum Bestimmen der ersten Zeitintervalle und/oder des Zusatzbetriebszeitintervalls angewendet wird,
b) Vorbestimmen des ersten Modus, gegeben durch einen ersten Betriebsmodus, während dem ein erstes Produkt durch die Rohrleitung fließt, gegeben durch einen Pausemodus, während dem kein Produkt durch die Rohrleitung fließt und die leere Rohrleitung mit Luft oder einem Gas gefüllt ist, oder gegeben durch einen Reinigungsmodus, während dem ein Reinigungsmittel durch die Rohrleitung fließt,
c) für mindestens eines oder jedes der Objekte Bestimmen einer quantitativen Beziehung, die die Entsprechung zwischen der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts und der Anfälligkeit des Schwingelements darstellt, und Anwenden dieser quantitativen Beziehung, um den Zustand des jeweiligen Objekts basierend auf den gemessenen Frequenzen zu überwachen, die den Zustand des Schwingelements anzeigen, wobei jede quantitative Beziehung entweder basierend auf dem/den Produkte(n) und dem Material der ausgesetzten Fläche(n) des jeweiligen Objekts und des Schwingelements bestimmt wird, oder basierend auf dem/den Produkte(n) und dem Material der ausgesetzten Fläche(n) des jeweiligen Objekts und des Schwingelements und mindestens einer der Folgenden: einer Eigenschaft, einer Flächenform und/oder einer Oberflächenrauheit der Fläche(n) und/oder einer Position der Fläche(n) des jeweiligen Objekts in oder in Bezug zu der Rohrleitung,
d) basierend auf einer Beziehung zwischen einem Beeinträchtigungsgrad des genannten Schwingelements und einer Frequenzänderung der Resonanzfrequenz, die durch eine Änderung einer schwingenden Masse des Schwingelements verursacht wird, die durch den Beeinträchtigungsgrad verursacht wird, Einstellen von mindestens einem der Schwellenwerte des Beeinträchtigungsgrads mindestens eines der Objekte gemäß einem entsprechenden Schwellenwert für die Änderung der schwingenden Masse, wobei die Schwellenwerte für die Änderung der schwingenden Masse entweder Standardwerte sind, die basierend auf dem Material und der Konstruktion des Schwingelements und der Entsprechung oder der quantitativen Beziehung zwischen der Anfälligkeit des Schwingelements und der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts definiert sind oder basierend auf einer Eigenschaft oder einer Dichte von mindestens einem der Produkte, die Akkretion verursachen, zusätzlich bestimmt werden.

Eine siebte Ausgestaltung umfasst ein Verfahren, wobei:

ein erster Modus einer der Folgenden ist: a) ein erster Betriebsmodus, während dem das von einem ersten Produkt des mindestens einen von dem Rohrleitungssystem zu transportierenden Produkts gegebene erste Medium durch die Rohrleitung 1 fließt, b) ein Pausemodus, in dem kein Produkt durch die Rohrleitung fließt, wobei das erste Medium durch Luft oder Gas gegeben ist, das die Rohrleitung in dem Pausemodus füllt, oder c) ein Reinigungsmodus, während dem die Rohrleitung mit einem Reinigungsmittel gefüllt ist, oder mit einem Reinigungsmittel, das durch die Rohrleitung fließt, gefüllt ist,
der Beeinträchtigungsgrad von mindestens einem der Objekte mindestens einmal,
kontinuierlich oder wiederholt basierend auf einem Vergleich mindestens einer Eigenschaft und/oder eines Mittelwerts gemessener Frequenzen bestimmt wird, die in einem ersten Satz von Messdaten umfasst sind, der zuletzt gemessene Frequenzen, die jeweils während eines der ersten Zeitintervalle gemessen wurden, und einen für die Eigenschaft vorbestimmten Referenzwert umfasst,

a) mittels eines Verfahrens zur Zeitreihenvorhersage und/oder mittels eines linearen oder nicht linearen Hochrechnungsverfahrens, das basierend auf den während der ersten Intervalle gemessenen Frequenzen durchgeführt wird,
b) durch wiederholtes Bestimmen des Beeinträchtigungsgrads des jeweiligen Objekts über eine Zeitspanne, während der erwartet werden kann, dass sich der Beeinträchtigungsgrad ändert, Bestimmen einer Änderungsrate dieser Beeinträchtigungsgrade und durch Bestimmen der verbleibenden Zeit basierend auf dem gegenwärtigen Beeinträchtigungsgrad und der Änderungsrate, und/oder
c) durch Bereitstellen der gemessenen Frequenzen und entsprechenden Messzeitpunkte an die Berechnungseinheit, die die Bestimmung der verbleibenden Zeit durchführt, wobei die Berechnungseinheit ausgebildet ist, um die verbleibende Zeit basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen und den Messzeitpunkten zu bestimmen sowie eines Modells zum Bestimmen der verbleibenden Zeit, wobei das Modell entweder ein zuvor bestimmtes Modell gespeichert in einem Speicher der Berechnungseinheit oder ein von der Berechnungseinheit gelerntes Modell ist, die zum Lernen des Modells basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen und den Messzeitpunkten ausgelegt ist.

Eine achte Ausgestaltung des Verfahrens umfasst ein Verfahren, wobei das/die Objekt(e) mindestens eines der Folgenden umfasst/umfassen:

ein Objekt, das durch eine Innenwand der Rohrleitung gegeben ist,
ein Objekt, das durch ein an der Rohrleitung installiertes Ventil gegeben ist,
ein Objekt, das durch eine an der Rohrleitung installierte Tauchhülse gegeben ist,
ein Objekt, das durch einen mit der Rohrleitung verbundenen Kompensator gegeben ist, und/oder mindestens ein durch einen Sensor, eine Pumpe, ein Aggregat oder eine Vorrichtung gegebenes Objekt,
wobei jedes mindestens eine Fläche aufweist, die dem/den durch die Rohrleitung fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist.

Die Erfindung umfasst ferner ein Überwachungssystem zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei das System umfasst:

die an der Rohrleitung installierte Vibrationsvorrichtung, die das sich in die Rohrleitung erstreckende Schwingelement umfasst und eine Anfälligkeit für eine Beeinträchtigung durch Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion entsprechend der jeweiligen Anfälligkeit des Objekts/der Objekte aufweist, wobei der Wandler verursacht, dass das Schwingelement mit der Resonanzfrequenz schwingt und die Messeinheit die Resonanzfrequenz misst, und
die Berechnungseinheit direkt oder indirekt mit der Vibrationsvorrichtung verbunden ist oder mit dieser kommuniziert,
wobei die Berechnungseinheit zum Durchführen der Überwachung basierend auf den durch die Vibrationsvorrichtung gemessenen Frequenzen und den der Berechnungseinheit bereitgestellten entsprechenden Messzeitpunkten ausgebildet ist, und
wobei die Berechnungseinheit trainiert oder zum Erlernen der Bestimmung von mindestens einem der Folgenden ausgelegt ist: der verbleibenden Zeit, den ersten Zeitintervallen, den Zusatzzeitintervallen und/oder den Reinigungszeitintervallen basierend auf den gemessenen Frequenzen und den Messzeitpunkten.

Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, die bei Ausführung des Programms durch einen Computer, den Computer veranlassen, das Überwachungsverfahren gemäß der Erfindung basierend auf den gemessenen Frequenzen und den entsprechenden Messzeitpunkten durchzuführen, die dem Computer bereitgestellt werden.
Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogrammprodukt, das das Computerprogramm gemäß der Erfindung und mindestens ein computerlesbares Medium umfasst, wobei mindestens das Computerprogramm auf dem computerlesbaren Medium gespeichert ist.
Die Erfindung und weitere Vorteile werden anhand der Abbildungen der Zeichnung näher erläutert.

1, 2 und 3 zeigen: ein Überwachungssystem zum Überwachen eines Zustands von mindestens einem Objekt;
4 zeigt: gemessene Frequenzen, die durch die Vibrationsvorrichtung von 1 gemessen wurden;
5 zeigt: gemessene Frequenzen, die eine durch Korrosion oder Abrasion verursachte Beeinträchtigung anzeigen;
6 zeigt: gemessene Frequenzen, die eine durch Akkretion verursachte Beeinträchtigung anzeigen;
7 zeigt: aufgezeichnete Frequenzen, die während eines Bruchteils eines vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden; und
8 zeigt: eine zeitliche Abweichung gefilterter Frequenzen, die durch Filtern der aufgezeichneten Frequenzen von 7 erhalten werden.

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem und ein Überwachungsverfahren, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren, zum Überwachen eines Zustands von mindestens einem Objekt O_J, das in einem Rohrleitungssystem zum Transportieren von mindestens einem Produkt umfasst ist. Das Rohrleitungssystem kann jedes Rohrleitungssystem mit mindestens einer Rohrleitung 1 sein, das das/die Produkt(e) transportiert, wobei das Rohrleitungssystem in einem ersten Modus betreibbar ist, während dem die Rohrleitung 1 mit einem ersten Medium gefüllt ist. Beispiele sind Rohrleitungssysteme, die in der Öl- und Gasindustrie zum Transportieren von Öl, Naphta oder anderen Flüssigkeiten oder Gasen angewendet werden, Rohrleitungssysteme die in der chemischen Industrie zum Transportieren von Chemikalien, wie z. B. Säuren, angewendet werden oder Rohrleitungssysteme, die zum Transportieren von anderen Produkten, wie z. B. Produkte mit Kalk, Farben oder Lacke, angewendet werden. Diese Rohrleitungssysteme werden angewandt, um mindestens ein Produkt zu transportieren. Daher sind sie in mindestens einem Betriebsmodus betreibbar, während dem ein modusspezifisches Produkt, und zwar eines von den durch das Rohrleitungssystem zu transportierenden Produkten, durch die Rohrleitung 1 fließt. 1, 2 und 3 zeigen ein Beispiel von einem Überwachungssystem zum Überwachen von mindestens einem Objekts O_J. In diesen Figuren wird eine Fließrichtung des jeweiligen modusspezifischen Produkts durch einen Pfeil FL angezeigt. Als ein Beispiel kann die Rohrleitung 1 z. B. ein Metallrohr, ein Kunststoffrohr oder eine Rohrleitung 1 sein, die ein äußeres Rohr 1a umfassen, z. B. ein äußeres Metallrohr, und ein inneres Einsatzrohr 1b, z. B. ein synthetisches inneres Einsatzrohr, umfasst. Das optionale innere Einsatzrohr 1b wird in 1 durch gestrichelte Linien angezeigt.
Die Erfindung kann angewendet werden, um den Zustand eines Objekts O_J zu überwachen, das mindestens eine Fläche aufweist, die dem/den durch die Rohrleitung 1 fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist. Einige Beispiele sind in den 1, 2 und 3 gezeigt. Die Beispiele umfassen:

- ein Objekt O1, gezeigt in den 1, 2 und 3, gegeben durch eine Innenwand der Rohrleitung 1,
- ein Objekt O2, gezeigt in 1, gegeben durch ein an der Rohrleitung 1 installiertes Ventil,
- ein Objekt O3, gezeigt in 2, gegeben durch eine an der Rohrleitung 1 installierte Tauchhülse, und/oder
- ein Objekt O4, gezeigt in 3, gegeben durch einen mit der Rohrleitung 1 verbundenen Kompensator.

Ventile werden angewendet, um den Durchfluss des/der durch die Rohrleitung 1 fließenden Produkts/Produkte zu steuern. Tauchhülsen werden z. B. als Schutzrohre angewendet, die einen Sensor oder eine Sonde umgeben, die sich in die Rohrleitung 1 erstreckt. Kompensatoren, wie z. B. das in 3 gezeigte balgartige Rohrsegment, werden z. B. zwischen verbundenen Rohrleitungen 1 eingefügt, um Kräfte zu absorbieren oder mindestens zu reduzieren, die durch Rohrleitungsbewegungen und/oder Wärmeausdehnung der Rohrleitungen 1 verursacht werden. Jedes dieser Objekte O1, O2, O3, O4 weist mindestens eine Fläche auf, die dem/den durch die Rohrleitung 1 fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist. Die Erfindung ist nicht auf die hierin als Beispiele erwähnten Objekte O1, O2, O3, O4 beschränkt. Sie kann in der gleichen Weise in Bezug auf ein anderes Objekt O_J angewendet werden, wie z. B. einen Sensor, eine Pumpe, ein Aggregat oder eine andere Vorrichtung, die mindestens eine Fläche aufweist, die dem/den durch die Rohrleitung 1 fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist. Aufgrund dessen, dass ihre Fläche(n) dem/den Produkt(en) ausgesetzt ist/sind, sind diese Objekte O_J anfällig für eine Beeinträchtigung, die durch mindestens eine der Folgenden verursacht wird: Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion. Die Stärke der Anfälligkeit hängt von der Art des Produkts/der Produkte und den Eigenschaften ab, insbesondere des Materials der ausgesetzten Fläche(n).
Gemäß der Erfindung umfasst das System eine Vibrationsvorrichtung 3, die ein Schwingelement 5 aufweist. Diese Vibrationsvorrichtung 3 ist so an der Rohrleitung 1 installiert, dass sich das Schwingelement 5 in die Rohrleitung 1 erstreckt. Die Vibrationsvorrichtung 3 umfasst einen Wandler 7, der das Schwingelement 5 veranlasst, mit einer Resonanzfrequenz zu schwingen, und eine Messeinheit 9, die die resultierende Schwingungsfrequenz misst. In dem gezeigten Beispiel ist das Schwingelement 5 eine Stimmgabel mit zwei beabstandeten Stäben, die an einer Membran befestigt sind. Hier interagiert der Wandler 7 mit der Membran und versetzt so die Stäbe in Schwingung. Die Erfindung ist nicht auf diese Art von Schwingelement 5 beschränkt. Es können stattdessen andere im Stand der Technik bekannte Schwingelementarten verwendet werden.
Aufgrund dessen, dass das Schwingelement 5 dem/den durch die Rohrleitung 1 fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist, weist es eine Anfälligkeit gegenüber einer Beeinträchtigung durch Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion entsprechend den jeweiligen Anfälligkeiten des/der zu überwachenden Objekts/Objekte O_J auf. Die Anfälligkeit des Schwingelements 5 ist vorzugsweise gleich groß oder größer als die Anfälligkeit des jeweiligen Objekts O_J. Um dies zu erreichen, besteht das Schwingelement 5 z. B. aus dem gleichen Material wie die ausgesetzte(n) Fläche(n) des Objekts/der Objekte O_J. Als weiteres Beispiel kann in Kombination mit einem Objekt O_J, das ausgesetzte Flächen umfasst, die aus rostfreiem Stahl bestehen, das Schwingelement 5 z. B. aus einem Metall, wie z. B. einem Stahl, mit einer geringeren Korrosionsbeständigkeit und/oder einer geringeren Abrasionsbeständigkeit als die Fläche(n) des Objekts/der Objekte O_J bestehen. Als ein weiteres Beispiel kann eine Fläche des Schwingelements 5 z. B. rauer, und daher empfindlicher für Akkretion, als die ausgesetzte(n) Fläche(n) des Objekts/der Objekte O_J sein. In dem Fall, dass die Rohrleitung 1 ein inneres Einsatzrohr 1b umfasst, ist die Anfälligkeit der Innenwand der Rohrleitung 1 durch die Anfälligkeit des inneren Einsatzrohrs 1b gegeben. Abhängig von der Anzahl und/oder der Art(en) des überwachten Objekts/der überwachten Objekte O_J ist es nicht immer möglich, das Material und/oder die Flächeneigenschaften des Schwingelements 5 so zu wählen, dass die Anfälligkeit des Schwingelements 5 genauso stark oder stärker als die Anfälligkeit jedes der Objekte O_J ist. In diesen Fällen ist das Schwingelement 5 vorzugsweise so ausgelegt, dass es eine hohe Anfälligkeit aufweist.
In der Rohrleitung 1 ist das Schwingelement 5 denselben in der Rohrleitung 1 vorherrschenden Bedingungen ausgesetzt, wie die ausgesetzten Flächen des/der zu überwachenden Objekts/Objekte O_J. Die Bedingungen, die die Korrosion der Flächen des Objekts/der Objekte O_J verursachen, verursachen somit auch die Korrosion des Schwingelements 5. Gleiches gilt in Bezug auf Abrasion, die durch abrasive Produkte verursacht wird, die durch die Rohrleitung 1 transportiert werden. Korrosion und Abrasion des Schwingelements 5 führen beide zu einer Verringerung der schwingenden Masse und in der Folge zu einer Erhöhung der Resonanzfrequenz des Schwingelements 5. Die Bedingungen, die Akkretion verursachen, führen dazu, dass sich eine Akkretionsschicht auf der/den Fläche(n) des Objekts/der Objekte O_J bildet, ebenso wie auch auf dem Schwingelement 5. Die sich auf dem Schwingelement 5 bildende Akkretionsschicht erhöht die schwingende Masse und verringert damit die Resonanzfrequenz.
Während der Durchführung des Überwachungsverfahrens wird das Schwingelement 5 veranlasst, mit der Resonanzfrequenz zu schwingen und die resultierende Resonanzfrequenz f(t) wird kontinuierlich oder wiederholt gemessen. Die gemessenen Frequenzen f(t) hängen von dem Zustand des Schwingelements 5 und den Bedingungen ab, denen das Schwingelement 5 in der Rohrleitung 1 ausgesetzt ist.
Wenn das Rohrleitungssystem in dem ersten Modus betrieben wird, wird die Rohrleitung 1 mit dem ersten Medium gefüllt. In der Folge ist das Schwingelement 5 in das erste Medium getaucht. Optional ist der erste Modus z. B. ein erster Betriebsmodus des mindestens einen Betriebsmodus in dem das Rohrleitungssystem betreibbar ist. In diesem Fall ist das erste Medium, das die Rohrleitung 1 während des ersten Modus füllt, durch das modusspezifische erste Produkt gegeben, das durch die Rohrleitung 1 während des ersten Betriebsmodus fließt.
Als eine alternative Option ist der erste Modus z. B. ein Pausemodus, während dem kein Produkt durch die Rohrleitung 1 fließt. In diesem Fall ist die Rohrleitung 1 während des ersten Modus leer und das erste Medium ist Luft oder ein anderes Gas, das die Rohrleitung 1 während des Pausemodus füllt. Das Anwenden des Pausemodus als erster Modus ist vorteilhaft, da die während dieses Modus gemessenen Resonanzfrequenzen nicht durch Schwankungen der Durchflussrate eines durch die Rohrleitung 1 fließenden Produkts beeinflusst werden. Er wird bevorzugt angewendet, wenn der Pausemodus eine ausreichende Auftrittshäufigkeit während des Betriebs des Rohrleitungssystems aufweist. Beispielsweise kann dies z. B. der Fall aufgrund der regulären Stillstandszeiten eines Standorts sein, der das Rohrleitungssystem umfasst, und/oder aufgrund häufiger oder regulärer Unterbrechungen eines Prozesses, der an einem Standort durchgeführt wird, der das Rohrleitungssystem umfasst, z. B. zwischen Produktionschargen, während der Nachtzeiten und/oder an Wochenenden.
4 zeigt ein Beispiel gemessener Frequenzen f(t), die während der Durchführung einer Sequenz von Betriebsmodi gemessen wurden. Die Sequenz beginnt mit dem ersten Betriebsmodus, der während eines ersten Zeitintervalls T1 beginnend bei t0 und endend bei t1 durchgeführt wird, gefolgt von einem zweiten Betriebsmodus, der während eines zweiten Zeitintervalls T2 beginnend bei t1 und endend bei t2 durchgeführt wird, gefolgt von einem dritten Betriebsmodus, der während eines dritten Zeitintervalls T3 beginnend bei t2 und endend bei t3 durchgeführt wird, gefolgt von einem zusätzlichen ersten Betriebsmodus, der während einem ersten Zeitintervall T1 beginnend bei t3 und endend bei t4 durchgeführt wird, gefolgt von einem zusätzlichen zweiten Betriebsmodus, der während einem zweiten Zeitintervall T2 beginnend bei t4 durchgeführt wird. In diesem Beispiel weist das zweite Produkt, das während jedes zweiten Modus durch die Rohrleitung 1 fließt, eine höhere Dichte und/oder eine höhere Viskosität als das erste Medium auf, hier durch das erste Produkt gegeben, das durch die Rohrleitung 1 während jedes ersten Betriebsmodus fließt. Folglich sind die gemessenen Frequenzen f(t), die während jedes zweiten Intervalls T2 gemessen wurden, niedriger als die gemessenen Frequenzen f(t), die während jedes ersten Intervalls T1 gemessen wurden. Ferner weist das dritte Produkt, das während des dritten Modus durch die Rohrleitung 1 fließt, eine geringere Dichte und/oder eine geringere Viskosität als das erste Medium auf. Folglich sind die während des dritten Zeitintervalls T3 gemessenen Frequenzen f(t) höher als die während der ersten Zeitintervalle T1 gemessenen Frequenzen f(t) und höher als die während der zweiten Zeitintervalle T2 gemessenen Frequenzen f(t).
Gemäß der Erfindung wird der Zustand jedes der mindestens einen Objekte O_J basierend auf den gemessenen Frequenzen f_M1(t) überwacht, die während mindestens einem ersten Zeitintervall T1 gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in dem ersten Betriebsmodus betrieben wurde und das Schwingelement 5 in das erste Medium getaucht war, das die Rohrleitung 1 füllt und es wird ein entsprechendes Überwachungsergebnis bereitgestellt. Zur Veranschaulichung des Überwachungsverfahrens zeigen 5 und 6 jeweils ein Beispiel der gemessenen Frequenzen f(t), ausschließlich die gemessenen Frequenzen f_M1(t) umfassend, die während aufeinanderfolgender beabstandeter erster Intervalle T1 gemessen wurden. Durch Durchführen der Überwachung basierend auf den gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Intervalle T1 gemessen wurden, wird sichergestellt, dass die Bedingungen, denen das Schwingelement 5 während der Durchführung dieser Messungen in der Rohrleitung 1 ausgesetzt ist, als annähernd identisch angenommen werden können. So zeigt eine Zunahme im Laufe der Zeit, die in 5 durch einen Pfeil angezeigt wird, der gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Intervalle T1 gemessen wurden, eine Beeinträchtigung des Schwingelements 5 durch Korrosion oder Abrasion an und eine Abnahme im Laufe der Zeit, die durch einen Pfeil in 6 gezeigt wird, der gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Intervalle T1 gemessen wurden, eine Verschlechterung des Schwingelements 5 durch Akkretion an. Aufgrund der Tatsache, dass die Anfälligkeit des Schwingelements 5 für eine Beeinträchtigung einer Anfälligkeit des jeweiligen Objekts O_J entspricht und dass das Schwingelement 5, das sich in die Rohrleitung 1 erstreckt, immer den gleichen Bedingungen und dem/den gleichen Produkt(en) wie die ausgesetzte(n) Fläche(n) des Objekts/der Objekte O_J ausgesetzt war, zeigt eine Beeinträchtigung des Schwingelements 5 eine entsprechende Beeinträchtigung des jeweiligen Objekts O_J an.
Das Verfahren gemäß der Erfindung stellt die vorstehend genannten Vorteile bereit. Optional können die einzelnen Schritte des Verfahrens auf verschiedene Weisen implementiert werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Verschiedene optionale, gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen werden unten ausführlicher beschrieben. Optional umfasst das Überwachungsverfahren vorzugsweise den zusätzlichen Schritt für mindestens eines der überwachten Objekte O_J basierend auf den während mindestens eines ersten Zeitintervalls T1 mindestens einmal gemessenen Frequenzen f_M1(t) die Bestimmung mindestens eines der Überwachungsergebnisse, indem mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:

a) Bestimmen und Bereitstellen eines Beeinträchtigungsgrads des jeweiligen Objekts O_J,
b) Erfassen und Anzeigen einer Beeinträchtigung des jeweiligen Objekts O_J, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J einen gegebenen Schwellenwert fw überschreitet,
c) Ausgeben eines Alarms, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J einen gegebenen Schwellenwert fa überschreitet,
d) Bestimmen und Bereitstellen von Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Zeitintervalle T1 gemessen wurden, im Laufe der Zeit abnehmen,
e) Bestimmen und Bereitstellen von Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Zeitintervalle T1 gemessenen werden, im Laufe der Zeit zunehmen, und
f) Bestimmen und Bereitstellen einer verbleibenden Zeit RT, die verbleibt, bis der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J einen gegebenen Schwellenwert fa überschreitet.

Mindestens eines, vorzugsweise alle dieser Überwachungsergebnisse a) bis f) werden über einen entsprechenden Ausgang MR_Out des in 1, 2 und 3 gezeigten Überwachungssystems vorzugsweise ausgegeben, angezeigt oder bereitgestellt.
Eine Beeinträchtigung eines gewissen Grades verursacht eine Frequenzänderung der Resonanzfrequenz des Schwingelements 5, die einer Änderung der schwingenden Masse entspricht, die durch die jeweilige Beeinträchtigung verursacht wird. Die Stärke der Änderung der Resonanzfrequenz ist daher ein quantitatives Maß für den Beeinträchtigungsgrad des Schwingelements 5, was wiederum einen entsprechenden Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J anzeigt. Aufgrund der Entsprechung der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts O_J zu einer Beeinträchtigung der Anfälligkeit des Schwingelementes 5 ist der Beeinträchtigungsgrad des Schwingelements 5 ein quantitatives Maß für den Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J. In dieser Hinsicht wird eine quantitative Beziehung, die die Entsprechung zwischen der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts O_J und der Anfälligkeit des Schwingelementes 5 darstellt, vorzugsweise bestimmt und angewendet, um den Zustand des jeweiligen Objekts O_J basierend auf den gemessenen Frequenzen f(t) zu überwachen, die den Zustand des Schwingelements 5 anzeigen. Basierend auf dieser quantitativen Beziehung wird der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J dann vorzugsweise basierend auf dem Beeinträchtigungsgrad des Schwingelements 5 berechnet, der wiederum basierend auf den gemessenen Frequenzen f(t), insbesondere den gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Zeitintervalle T1 gemessen wurden, und der quantitativen Beziehung bestimmt wird. Jede quantitative Beziehung wird vorzugsweise basierend auf dem/den Produkt(en) und den Materialien der ausgesetzten Fläche(n) des jeweiligen Objekts O_J und des Schwingelements 5 bestimmt. Optional wird jede quantitative Beziehung vorzugsweise zusätzlich basierend auf mindestens einer anderen Eigenschaft der Fläche(n) des jeweiligen Objekts O_J bestimmt, wie z. B. der Flächenform, der Oberflächenrauheit und/oder der Position in oder in Bezug auf die Rohrleitung 1. Beispielweise wird im Hinblick auf Akkretion mittels der quantitativen Beziehung vorzugsweise ein höherer Beeinträchtigungsgrad basierend auf demselben Beeinträchtigungsgrad des Schwingelements 5 für Objekte O_J bestimmt, die rauere Oberflächen und/oder Flächen aufweisen, die eine Vertiefung umgeben, als für Objekte O_J, die flachere und/oder glattere Flächen aufweisen, die weniger anfällig für die Bildung von Akkretion sind.
Beispielsweise wird der Beeinträchtigungsgrad des Objekts/der Objekte O_J vorzugsweise basierend auf einem Vergleich von mindestens einer Eigenschaft der gemessenen Frequenzen f_M1(t), die in einem ersten Messdatensatz umfasst sind, der während mindestens einem der ersten Zeitintervalle T1 zuletzt gemessene Frequenzen f_M1(t) umfasst und einen für die Eigenschaft vorbestimmten Referenzwert bestimmt. Die Eigenschaften der gemessenen Frequenzen f_M1(t), die in dem Satz umfasst sind, umfassen z. B. einen Mittelwert dieser gemessenen Frequenzen f_M1(t). Der Referenzwert wird vorzugsweise basierend auf einem Referenzsatz gemessener Frequenzen bestimmt, die jeweils während eines Referenzzeitintervalls gemessen wurden, wobei das/die Objekt(e) O_J und das Schwingelement 5 vollständig intakt (nicht beeinträchtigt) waren und das Rohrleitungssystem in dem ersten Modus betrieben wurde und das nicht beeinträchtigte Schwingelement 5 in das erste Medium getaucht war.
Basierend auf der Frequenzänderung, die durch eine Beeinträchtigung verursacht wird, kann die entsprechende Änderung der schwingenden Masse des Schwingelements 5 bestimmt werden und umgekehrt. Die Schwellenwerte fw, fa für den Beeinträchtigungsgrad, z. B. zum Erfassen einer Beeinträchtigung, zum Ausgeben eines Alarms und/oder zum Bestimmen der verbleibenden Zeit RT, können daher z. B. jeweils durch einen entsprechenden Schwellenwert für die Änderung der schwingenden Masse gegeben oder gemäß diesem eingestellt werden. Optional können diese Schwellenwerte z. B. als jeweils gleich einem Standardwert eingestellt werden, definiert basierend auf dem Material und der Ausgestaltung des Schwingelements 5 und der Entsprechung, insbesondere der quantitativen Beziehung zwischen der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts O_J und der Anfälligkeit des Schwingelementes 5. Unter Bezugnahme auf die Akkretionsüberwachung werden diese Schwellenwerte vorzugsweise durch zusätzliche Berücksichtigung mindestens einer Eigenschaft, wie z. B. die Dichte, des Produkts/der Produkte bestimmt, die während des Betriebs des Rohrleitungssystems Akkretion verursachen. Durch Anwenden von höheren Schwellenwerten für die Änderung der schwingenden Masse in Anwendungen, bei denen Akkretion durch Produkte mit einer höheren Dichte verursacht wird, als bei Anwendungen, bei denen Akkretion durch Produkte mit einer geringeren Dichte verursacht wird, kann die gleiche Empfindlichkeit des Überwachungsverfahrens zu der Dicke der Akkretionsschicht, die sich auf der/den ausgesetzten Fläche(n) des jeweiligen Objekts O_J bildet, erreicht werden.
Die verbleibende Zeit RT wird vorzugsweise mindestens einmal, kontinuierlich oder wiederholt bestimmt, mittels eines Verfahrens zur Zeitreihenvorhersage und/oder mittels eines linearen oder nicht linearen Hochrechnungsverfahrens, das basierend auf den gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Intervalle T1 gemessen wurden, durchgeführt wird. Alternativ kann die verbleibende Zeit RT durch wiederholtes Bestimmen des Beeinträchtigungsgrads über eine Zeitspanne bestimmt werden, während der erwartet wird, dass sich der Beeinträchtigungsgrad ändert. Anschließend wird eine Änderungsrate dieser Beeinträchtigungsgrade bestimmt, und die verbleibende Zeit RT wird so dann basierend auf dem vorliegenden Beeinträchtigungsgrad und der Änderungsrate bestimmt.
Optional wird das vorstehend beschriebene Überwachungsverfahren vorzugsweise und vorzugsweise auch mindestens einer, vorzugsweise alle der Schritte a) bis f) durch eine Berechnungseinheit 11, die direkt oder indirekt mit der Vibrationsvorrichtung 3 verbunden ist oder mit dieser kommuniziert, durchgeführt. In diesem Fall werden die durch die Vibrationsvorrichtung 5 gemessenen Frequenzen f(t) und die entsprechenden Messzeitpunkte t der Berechnungseinheit 11 bereitgestellt. Im Folgenden werden die gemessenen Frequenzen f(t) in Form einer Zeitreihe bereitgestellt. Alternativ können sie in Form eines kontinuierlichen Messsignals bereitgestellt werden. Die Berechnungseinheit 11 kann z. B. als eine Einheit, die Hardware umfasst, wie z. B. ein Computer oder ein Computersystem, in der Nähe der Vibrationsvorrichtung 3 oder an einem entfernten Ort ausgeführt werden. Alternativ kann auch Cloud Computing eingesetzt werden. Cloud Computing bezeichnet einen Ansatz, bei dem IT-Infrastrukturen wie Hardware, Rechenleistung, Speicher, Netzwerkkapazität und/oder Software über ein Netzwerk, z. B. über das Internet, bereitgestellt werden. In dem Fall wird die Berechnungseinheit 11 in der Cloud ausgeführt.
Die Vibrationsvorrichtung 5 kann z. B. mit der Berechnungseinheit 11 direkt, über eine übergeordnete Einheit 13 und/oder über eine Kantenvorrichtung 15, die sich in der Nähe der Rohrleitung 1 befindet, verbunden sein und/oder mit dieser kommunizieren. Insofern können fest verdrahtete oder drahtlose Verbindungen und/oder in der Technik bekannte Kommunikationsprotokolle wie z. B. LAN, WLAN, Feldbus, Profibus, Hart, Bluetooth, Near Field Communications usw. eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Vibrationsvorrichtung 5, die Kantenvorrichtung 15 und/oder die übergeordnete Einheit 13 direkt oder indirekt mit der Berechnungseinheit 11 über das Internet, z. B. über ein Kommunikationsnetzwerk, wie z. B. TCP/IP, verbunden sein.
Beispielsweise kann die übergeordnete Einheit 13 z. B. ein Steuerungssystem umfassen, das mindestens eines der Folgenden durchführt: Verwaltung der Verfahrenssteuerung, Verfahrensvisualisierung und Verfahrensüberwachung des Betriebs des Rohrleitungssystems und/oder ein Verfahren, das an einem Industriestandort, das das Rohrleitungssystem umfasst, durchgeführt wird.
Optional ist die Berechnungseinheit 11 vorzugsweise ausgebildet, die verbleibende Zeit RT basierend auf den gemessenen Frequenzen f(t) und den Messzeitpunkten t, die der Berechnungseinheit 11 bereitgestellt werden, zu bestimmen. Diese Bestimmung kann wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden. Als zusätzliche oder alternative Option kann die Berechnungseinheit 11 ausgebildet sein, die verbleibende Zeit RT basierend auf einem Modell zum Bestimmen der verbleibenden Zeit RT zu bestimmen. Dieses Modell kann z. B. ein Modell sein, das basierend auf Trainingsdaten bestimmt und in einem Speicher 17 der Berechnungseinheit 11 gespeichert wird. Als eine alternative Option ist die Berechnungseinheit 11 ausgelegt, die Bestimmung der verbleibenden Zeit RT basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und Messzeitpunkten (t) und basierend auf den von der Berechnungseinheit 11 bestimmten oder ihr bereitgestellten Zeitintervallen T1 zu lernen. In diesem Fall ist sie vorzugsweise mit künstlicher Intelligenz ausgestattet, die den Lernprozess durchführt. Basierend auf Trainingsdaten, die zur Durchführung des Lernens verwendet werden, stellt das Lernverfahren vorzugsweise ein erlerntes Modell bereit, das die Interdependenz zwischen den Eingangswerten, und zwar den gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t, und den Ausgangswerten, und zwar die verbleibende Zeit RT, darstellt. Beispiele für Lernprozesse sind sogenannte rekurrente neuronale Netze (RNN) mit langem Kurzzeitgedächtnis (LSTM), die sich besonders gut für Zeitreihen eignen. Die Erfindung ist jedoch weder auf diese Art des Lernens noch auf neuronale Netze beschränkt. Andere Techniken und/oder Verfahren des maschinellen Lernens, wie z. B. Verfahren zum Bestimmen deterministischer Modelle, Verfahren, die k-nächste-Nachbarn-Algorithmen (k-NN) anwenden, Verfahren, die Stützvektormaschinen oder -netzwerke (SVM) anwenden, Verfahren, die robuste Kovarianzen anwenden und/oder Verfahren, die Monte-Carlo-Simulationen anwenden, können anstelle, zusätzlich oder in Kombination mit Lernen und/oder neuronalen Netzen verwendet werden. Als zusätzliche oder alternative Option können Verfahren zum Bestimmen von traditionellen Zeitreihenmodellen, wie z. B. Modelle des autoregressiven gleitenden Mittelwerts (ARIMA), anstelle oder in Kombination mit den vorstehend beschriebenen Bestimmungsverfahren verwendet werden.
Unabhängig davon, welches der zuvor beschriebenen Verfahren zum Bestimmen der verbleibenden Zeit RT angewendet wird, wird jede Bestimmung der verbleibenden Zeit RT basierend auf der quantitativen Beziehung durchgeführt, das die Entsprechung zwischen der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts O_J und der Anfälligkeit des Schwingelements 5 darstellt.
Die Überwachung des Zustands des Objekts/der Objekte O_J wird basierend auf den gemessenen Frequenzen f_M1(t) durchgeführt, die während mindestens einem der ersten Intervalle T1 gemessen wurden. Wenn dieses Verfahren auf ein Rohrleitungssystem angewendet wird, das immer in dem ersten Modus betrieben wird, können alle gemessenen Frequenzen f(t) verwendet werden und es ist keine weitere Handlung erforderlich. Unter Bezugnahme auf Rohrleitungssysteme, die in dem ersten Modus und mindestens einem anderen Modus betreibbar sind, wie z. B. ein zusätzlicher Betriebsmodus, müssen die gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Intervalle T1 gemessen wurden, identifiziert werden. Dies kann z. B. durch Bereitstellen der ersten Intervalle T1 an die Berechnungseinheit 11 erfolgen, z. B. mittels der übergeordneten Einheit 13, die die Betriebsmodi des Rohrleitungssystems steuert. In diesem Fall wählt die Berechnungseinheit 11 die gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während der ersten Zeitintervalle T1 gemessen wurden, basierend auf den ihr bereitgestellten ersten Zeitintervallen T1, den gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t.
Als zusätzliche oder alternative Option ist die Berechnungseinheit 11 vorzugsweise ausgebildet, die ersten Zeitintervalle T1 selbst basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t zu bestimmen. In diesem Fall ist die Berechnungseinheit 11 vorzugsweise trainiert oder ausgelegt, die Bestimmung der ersten Zeitintervalle T1 basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und den Messzeitpunkten t zu lernen. In dem Fall, dass die Berechnungseinheit 11 trainiert ist, die ersten Zeitintervalle T1 zu bestimmen, umfasst sie vorzugsweise ein zuvor bestimmtes Modell zum Bestimmen der ersten Zeitintervalle T1, das in einem Speicher 17 der Berechnungseinheit 11 gespeichert ist, und führt die Bestimmungen basierend auf diesem Modell durch. In dem Fall, dass die Berechnungseinheit 11 ausgelegt ist, die Bestimmung der ersten Zeitintervalle T1 zu lernen, ist sie vorzugsweise mit künstlicher Intelligenz AI ausgestattet, die den Lernprozess durchführt. Basierend auf Trainingsdaten, die zur Durchführung des Lernens verwendet werden, stellt das Lernverfahren vorzugsweise ein erlerntes Modell bereit, das die Interdependenz zwischen den Eingangswerten, und zwar den gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t, und den Ausgangswerten, und zwar den ersten Zeitintervallen T1, darstellt. Beispiele für Lernprozesse sind sogenannte rekurrente neuronale Netze (RNN) mit langem Kurzzeitgedächtnis (LSTM), die sich besonders gut für Zeitreihen eignen. Die Erfindung ist jedoch weder auf diese Art des Lernens noch auf neuronale Netze beschränkt. Andere Techniken und/oder Verfahren des maschinellen Lernens, wie z. B. Verfahren zum Bestimmen deterministischer Modelle, Verfahren, die k-nächste-Nachbarn-Algorithmen (k-NN) anwenden, Verfahren, die Stützvektormaschinen oder -netzwerke (SVM) anwenden, Verfahren, die robuste Kovarianzen anwenden und/oder Verfahren, die Monte-Carlo-Simulationen anwenden, können anstelle, zusätzlich oder in Kombination mit überwachtem Lernen und/oder neuronalen Netzen verwendet werden.
Es können verschiedene Arten von Verfahren angewendet werden, um das Modell zu bestimmen und/oder zu lernen. Zwei derzeit bevorzugte Versionen werden unten beschrieben. Unter Bezugnahme auf beide Versionen umfassen die Trainingsdaten, die angewendet werden, um das Modell zu bestimmen und/oder die Bestimmung der ersten Zeitintervalle T1 zu lernen, die gemessenen Frequenzen f(t) und die entsprechenden Messzeitpunkte t, die gemessenen Frequenzen f_M1(t) umfassend, die während der ersten Zeitintervalle T1 gemessen wurden, während denen das Rohrleitungssystem in dem ersten Modus betrieben wurde und das Schwingelement 5 der Vibrationsvorrichtung 3 oder ein identisches Schwingelement einer Vibrationsvorrichtung der gleichen Art in das erste Medium getaucht war.
Gemäß der ersten Version umfassen die Trainingsdaten zusätzlich die ersten Zeitintervalle T1, während denen das Rohrleitungssystem in dem ersten Modus betrieben wurde. In diesem Fall wird das Modell basierend auf den Modelleingaben bestimmt oder gelernt, die durch die gemessenen Frequenzen f(t) und die entsprechenden Messzeitpunkte t gegeben sind, und den Modellausgaben, die durch die ersten Zeitintervalle T1 gegeben sind, beide umfasst in den Trainingsdaten.
Gemäß der zweiten Version wird das Modell zum Bestimmen der ersten Zeitintervalle T1 basierend auf gemessenen Frequenzen f(t) bestimmt oder gelernt, die während eines vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in mindestens zwei unterschiedlichen Modi betrieben wurde, den ersten Modus als einen von diesen umfassend. Diese gemessenen Frequenzen f(t) werden aufgezeichnet. 7 zeigt die aufgezeichneten Frequenzen f(t), die während eines Bruchteils eines vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in der gleiche Abfolge von Betriebsmodi wie in dem in 4 gezeigten Beispiel betrieben wurde. Als Nächstes werden die aufgezeichneten Frequenzen f(t) durch Anwenden eines Filters auf die aufgezeichneten Frequenzen f(t) gefiltert. Der Filter kann ein Mittel oder Verfahren sein, das in der Lage ist, ein Signal, das in den aufgezeichneten Frequenzen f(t) umfasst ist, von einem die Signale überlagernden Rauschen N zu trennen. Beispielsweise kann ein Glättungsfilter oder ein Kalman-Filter verwendet werden. In 7 werden die so erhaltenen gefilterten Frequenzen ff(t) durch eine durchgezogene Linie angezeigt.
Jede Änderung des Betriebsmodus des Rohrleitungssystems ist mit einer entsprechenden Änderung des die Rohrleitung 1 füllenden Mediums oder des durch die Rohrleitung 1 fließenden modusspezifischen Produkts verbunden. Folglich verursacht jede Änderung des Betriebsmodus eine entsprechende Änderung der aufgezeichneten Frequenzen f(t) und der gefilterten Frequenzen ff(t) zu einem Änderungszeitpunkt CTi, als der Betriebsmodus geändert wurde. Daher umfasst die zweite Version den Verfahrensschritt des Bestimmens dieser Änderungszeitpunkte CTi. Dies geschieht vorzugsweise durch Bestimmen einer zeitliche Abweichung v(ff(t)) der gefilterten Frequenzen ff(t) und durch Bestimmen der Änderungszeitpunkte CTi als jeweils gleich einem Spitze- oder Talzeitpunkt, bei dem die zeitliche Abweichung v(ff (t)) ein Extremum aufweist. Dies ist in 8 veranschaulicht, die die in 7 gezeigte zeitliche Abweichung v(ff(t) der gefilterten Frequenzen ff(t) zeigt. In dem gezeigten Beispiel umfassen die so bestimmten Änderungszeitpunkte CTi die in 7 und 8 gezeigten Änderungszeitpunkte CTI, CT2, CT3 und CT4. Vorzugsweise werden nur Extrema, die einen bestimmten Schwellenwert +/-Δ(N) überschreiten, wie z. B. einen Schwellenwert größer als das die gefilterten Frequenzen ff(t) überlagernde Rauschen N, als durch eine Änderung des Betriebsmodus verursachte Extrema berücksichtigt. Als eine alternative oder zusätzliche Option wird vorzugsweise ein Schwellenwert angewendet, der basierend auf einer Ausreißererkennung bestimmt wird, die basierend auf der zeitlichen Abweichung v(ff(t) der gefilterten Frequenzen ff(t) durchgeführt wird.
Im Anschluss daran werden Zeitintervalle ΔTi, während denen das Rohrleitungssystem in einem einzigen Betriebsmodus betrieben wurde, basierend auf den Änderungszeitpunkten CTi identifiziert, die durch die Zeitintervalle ΔTi angezeigt werden, die die in 8 gezeigten Zeitintervalle ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5 umfassen. Als Nächstes wird für jedes der Zeitintervalle ΔTi ein Satz mindestens einer statistischen Eigenschaft der gemessenen Frequenzen f(t) und/oder der während des jeweiligen Zeitintervalls ΔTi gemessenen gefilterten Frequenzen ff(t) bestimmt. Diese Sätze umfassen vorzugsweise jeweils einen Mittelwert der gemessenen Frequenzen f(t) und/oder der gefilterten Frequenzen ff(t), die während des jeweiligen Zeitintervalls ΔTi gemessen wurden, und/oder eine Standardabweichung oder Varianz der gemessenen Frequenzen f(t) und/oder der gefilterten Frequenzen ff(t), die während des jeweiligen Zeitintervalls ΔTi gemessen wurden.
Jeder Satz statistischer Eigenschaften, der basierend auf den während einem spezifischen Betriebsmodus gemessenen Frequenzen f(t) bestimmt wird, unterscheidet sich von den Sätzen statistischer Eigenschaften, die basierend auf den während einem anderen Betriebsmodus gemessenen Frequenzen f(t) bestimmt werden. Die Zeitintervalle ΔTi, während denen das Rohrleitungssystem in dem gleichen Betriebsmodus betrieben wurde, werden daher basierend auf den Sätzen statistischer Eigenschaften, die für jedes der Zeitintervalle bestimmt werden, identifiziert. Als Nächstes wird einer der basierend auf einem der Sätze statistischer Eigenschaften, die für diesen Modus repräsentativ sind, identifizierten und identifizierbaren Betriebsmodi als der erste Betriebsmodus bestimmt, der zum Durchführen der Überwachung des Zustands des Objekts/der Objekte O_J angewendet wird. Zusätzlich wird der entsprechende Satz statistischer Eigenschaften, die für den ersten Modus repräsentativ sind, vorzugsweise in dem Speicher 17 der Berechnungseinheit 11 gespeichert.
Der Satz statistischer Eigenschaften, die für den ersten Modus repräsentativ sind, wird dann angewendet, um die ersten Zeitintervalle T1 basierend auf den gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t, die während der Überwachung gemessen wurden, zu bestimmen. Insofern werden die während der Überwachung gemessenen Frequenzen f(t) und die entsprechenden Messzeitpunkte t aufgezeichnet und die aufgezeichneten Frequenzen f(t) werden in der gleichen Weise wie vorstehend unter Bezugnahme auf die während des vorläufigen Zeitintervalls gemessenen Frequenzen f(t) beschrieben gefiltert. Als Nächstes wird die zeitliche Abweichung v(ff(t)) der gefilterten Frequenzen ff(t) bestimmt und die während der Überwachung auftretenden Änderungszeitpunkte CTi werden als jeweils gleich einem Spitze- oder Talzeitpunkt bestimmt, bei dem die zeitliche Abweichung v(ff(t)) ein Extremum aufweist. Auch die Zeitintervalle ΔTi zwischen aufeinanderfolgenden Änderungen des Betriebsmodus werden als Zeitintervalle ΔTi erkannt, während denen das Rohrleitungssystem in einem einzigen Betriebsmodus betrieben wurde. In einem nächsten Schritt wird daher für jedes dieser Zeitintervalle ΔTi der Satz statistischer Eigenschaften der gemessenen Frequenzen f(t), die während des jeweiligen Zeitintervalls ΔTi gemessen wurden, wie vorstehend beschrieben bestimmt und mit einem Satz statistischer Eigenschaften, die repräsentativ für den ersten Modus sind, verglichen. Basierend auf diesem Vergleich werden die Sätze statistischer Eigenschaften, die dem Satz statistischer Eigenschaften entsprechen, die repräsentativ für den ersten Modus sind, identifiziert und die entsprechenden Zeitintervalle ΔTi werden als erste Zeitintervalle T1 identifiziert. Optional wird der Vergleich z. B. basierend auf Verfahren durchgeführt, die in der statistischen Datenanalyse verwendet werden, wie z. B. Hypothesentests, z. B. basierend auf Chi-2-Unabhängigkeitstests oder basierend auf Verfahren, die in nicht parametrischen Analysen verwendet werden, wie z. B. der Kruskal-Wallis-Test oder basierend auf Verfahren, die in Zeitreihenanalysen verwendet werden, wie z. B. Stationaritätstests. Zusätzlich werden Sätze statistischer Eigenschaften vorzugsweise nur als Sätze identifiziert, die dem Satz statistischer Eigenschaften entsprechen, die für den ersten Modus repräsentativ sind, wenn durch Hypothesentests ein ausreichend hohes Maß an Verlässlichkeit ermittelt wurde, dass dies zutrifft.
Anschließend wird die Überwachung des Zustands des Objekts/der Objekte O_J wie vorstehend beschrieben basierend auf den gemessenen Frequenzen f(t), die während mindestens einem der so identifizierten ersten Zeitintervalle T1 gemessen wurden, durchgeführt.
Optional kann basierend auf dem ersten Betriebsmodus die wie vorstehend beschrieben durchgeführte Überwachung auf die gleiche Weise für mindestens einen Zusatzmodus Mi durchgeführt werden, in dem das Rohrleitungssystem betreibbar ist. In diesem Fall umfasst das Überwachungsverfahren für mindestens einen der Zusatzmodi Mi den folgenden zusätzlichen Schritt: Überwachen des Zustands von mindestens einem der Objekte O_J basierend auf den gemessenen Frequenzen f_Mi(t), die während mindestens eines Zusatzmoduszeitintervalls Ti gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in dem jeweiligen Zusatzmodus Mi betrieben und das Schwingelement 5 in das modusspezifische Produkt getaucht wurde, das während des jeweiligen Zusatzmodus Mi durch die Rohrleitung 1 fließt.
Die basierend auf dem jeweiligen Zusatzmodus Mi durchgeführte Überwachung wird vorzugsweise durch die Berechnungseinheit 11 basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und Messzeitpunkten t durchgeführt. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf den ersten Modus beschrieben, können die Zusatzmoduszeitintervalle Ti, während denen das Rohrleitungssystem in dem jeweiligen Zusatzmodus Mi betrieben wurde, der Berechnungseinheit 11 bereitgestellt und/oder von dieser bestimmt werden. In letzterem Fall ist die Berechnungseinheit 11 ausgebildet, die Zusatzmoduszeitintervalle Ti basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t zu bestimmen. Insofern ist die Berechnungseinheit 11 z. B. trainiert oder ausgelegt, die Bestimmung der Zusatzmoduszeitintervalle Ti zu lernen.
Das Modell zum Bestimmen der jeweiligen Zusatzzeitintervalle Ti kann gemäß der ersten Version oder der zweiten Version, die vorstehend beschrieben wurden, basierend auf Trainingsdaten bestimmt werden, die zusätzlich gemessene Frequenzen f(t) umfassen, die gemessen wurden, während das Rohrleitungssystem in dem jeweiligen Zusatzmodus Mi betrieben wurde. Wenn die erste Version angewendet wird, umfassen die Trainingsdaten zusätzlich die Zusatzmoduszeitintervalle Ti, während denen das Rohrleitungssystem in dem jeweiligen Zusatzmodus Mi betrieben wurde. Wenn die zweite Version angewendet wird, werden das Modell zum Bestimmen der ersten Zeitintervalle T1 und die jeweiligen Zusatzmoduszeitintervalle Ti wie vorstehend beschrieben basierend auf den gemessenen Frequenzen f(t) bestimmt, die während eines vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in unterschiedlichen Modi betrieben wurde, die den ersten Betriebsmodus und den jeweiligen Zusatzmodus Mi umfassen. In diesem Fall wird der Satz statistischer Eigenschaften, die repräsentativ für den ersten Modus sind, und der Satz statistischer Eigenschaften, die repräsentativ für den jeweiligen Zusatzmodus Mi sind, wie vorstehend beschrieben bestimmt und vorzugsweise in dem Speicher 17 der Berechnungseinheit 11 gespeichert. Basierend auf diesen Sätzen ist die Berechnungseinheit 11 dann in der Lage, die Zusatzmoduszeitintervalle Ti basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und den Messzeitpunkten t in der gleichen Weise zu bestimmen wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Bestimmung der ersten Zeitintervalle T1 beschrieben.
Während der Überwachung wählt die Berechnungseinheit 11 die gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während den Zusatzmoduszeitintervallen Ti gemessen wurden, basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t und den Zusatzmoduszeitintervallen Ti, die von der Berechnungseinheit 11 bestimmt oder der Berechnungseinheit 11 bereitgestellt wurden, aus. Anschließend wird die Überwachung basierend auf den während den jeweiligen Zusatzmoduszeitintervallen Ti gemessenen Frequenzen f_Mi(t) vorzugsweise in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben unter Bezugnahme auf die während der ersten Zeitintervalle T1 gemessenen Frequenzen f_M1(t) durchgeführt. Optional umfasst die Überwachung für mindestens einen der Zusatzmodi Mi vorzugsweise den Schritt, basierend auf den gemessenen Frequenzen f_Mi(t), die während mindestens eines Zusatzmoduszeitintervalls Ti gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem im jeweiligen Zusatzmodus Mi betrieben wurde, für mindestens eines der Objekte O_J mindestens einmal mindestens eines der Überwachungsergebnisse zu bestimmen, indem mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:

a) Bestimmen und Bereitstellen eines Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J,
b) Erfassen und Anzeigen einer Beeinträchtigung des jeweiligen Objekts O_J, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J einen gegebenen Schwellenwert fw überschreitet,
c) Ausgeben eines Alarms, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J einen gegebenen Schwellenwert fa überschreitet,
d) Bestimmen und Bereitstellen von Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen f_Mi(t), die während der Zusatzmoduszeitintervalle Ti gemessen wurden, im Laufe der Zeit abnehmen,
e) Bestimmen und Bereitstellen von Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen f_Mi(t), die während der Zusatzmoduszeitintervalle Ti gemessen wurden, im Laufe der Zeit zunehmen, und
f) Bestimmen und Bereitstellen einer verbleibenden Zeit RT, die verbleibt, bis der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts O_J einen gegebenen Schwellenwert fa überschreitet.

Wieder werden mindestens eines, vorzugsweise alle dieser Überwachungsergebnisse a) bis f) über einen entsprechenden Ausgang MR_Out des Überwachungssystems vorzugsweise ausgegeben, angezeigt oder bereitgestellt.
Zusätzlich hat das Überwachen des Zustands von mindestens einem der Objekte O_J basierend auf den gemessenen Frequenzen f_Mi(t), die während mindestens einem Zusatzmoduszeitintervall Ti gemessen wurden, den Vorteil, dass der Zeitbereich zunimmt, während dem die gemessenen Frequenzen f_M1(t), f_Mi(t) verfügbar sind, basierend auf denen die Überwachung durchgeführt werden kann. Daher können Überwachungsergebnisse, wie z. B. der Beeinträchtigungsgrad, die verbleibende Zeit RT sowie die Erfassung von Beeinträchtigungen, die einen gegebenen Schwellenwert fw, fa überschreiten, häufiger bestimmt und/oder regelmäßiger aktualisiert werden.
Als eine weitere Option wird mindestens einmal ein erster Beeinträchtigungsgrad, der zu einem ersten Zeitpunkt basierend auf den gemessenen Frequenzen f_M1(t), die während mindestens einem der ersten Zeitintervalle T1 gemessen wurden, bestimmt wird, vorzugsweise mit einem zweiten Beeinträchtigungsgrad verglichen, der zu einem zweiten Zeitpunkt, der basierend auf den gemessenen Frequenzen f_Mi(t), die während mindestens einem der Zusatzmoduszeitintervalle Ti gemessen wurden, bestimmt wird. Der erste Beeinträchtigungsgrad und der zweite Beeinträchtigungsgrad sind dabei entweder beide Beeinträchtigungsgrade des Schwingelements 5 oder beide Beeinträchtigungsgrade des gleichen Objekts O_J, die wie vorstehend beschrieben bestimmt werden. Basierend auf dem Vergleich wird eine Benachrichtigung zur Anzeige einer beeinträchtigten Überwachungsfähigkeit des Überwachungsverfahrens oder des Überwachungssystems ausgegeben, wenn die Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt kleiner als ein gegebener Referenzwert ist und die Abweichung zwischen dem ersten Beeinträchtigungsgrad und dem zweiten Beeinträchtigungsgrad einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Optional umfasst das Überwachungssystem vorzugsweise mindestens einen Sensor, der mindestens eine auf die Resonanzfrequenz des Schwingelements 5 wirkende Größe misst. 1 bis 3 zeigen als Beispiel einen Temperatursensor 19, der eine Temperatur T(t) misst, der das Schwingelement 5 ausgesetzt ist, und ein Drucksensor 21, der einen Druck p(t) im Inneren der Rohrleitung 1 misst. Optional ist der Temperatursensor 19 z. B. in die Vibrationsvorrichtung 3 integriert und der Drucksensor 21 ist z. B. ein separater Sensor, der an der Rohrleitung 1 installiert ist. Die gemessenen Größen p(t), T(t) die von den Sensoren 19, 21 gemessen wurden, werden vorzugsweise zur Kompensation einer Abhängigkeit der von der Vibrationsvorrichtung 3 gemessenen Frequenzen f(t) auf die jeweiligen Größe p(t), T(t) angewendet. Diese Kompensationen werden vorzugsweise basierend auf für die Vibrationsvorrichtung 3 bestimmten Kalibrationsdaten bestimmt, die eine Abhängigkeit der gemessenen Frequenz f(t) auf die jeweilige Größe p(t), T(t) darstellen. Sie werden z. B. von der Messeinheit 9 der Vibrationsvorrichtung 3 durchgeführt, die mit dem jeweiligen Sensor 19, 21 verbunden ist, oder von der übergeordneten Einheit 13, der Kantenvorrichtung 15 oder der Berechnungseinheit 11, denen die gemessenen Frequenzen f(t) und die gemessenen Größen p(t), T(t) bereitgestellt werden. In diesem Fall werden die kompensierten gemessenen Frequenzen als während des Überwachungsverfahrens gemessene Frequenzen f(t) angewendet.
Um weitere Vorteile des Verfahrens zu nutzen, werden die Überwachungsergebnisse, wenn Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung bestimmt wurde, vorzugsweise angewendet, um einen Austausch von mindestens einem der überwachten, von Abrasion oder Korrosion betroffenen Objekte O_J gemäß dem vom Überwachungssystem und/oder dem Überwachungsverfahren für das jeweilige Objekt O_J bestimmten und bereitgestellten Beeinträchtigungsgrad und/oder der verbleibenden Zeit RT zu planen. In diesem Fall wird das Objekt O_J vorzugsweise wie geplant ausgetauscht. Ferner wird die Vibrationsvorrichtung 3 oder mindestens das Schwingelement 5 vorzugsweise gleichzeitig ausgetauscht und das Überwachungsverfahren wird nach dem Austausch vorzugsweise wieder aufgenommen oder neu begonnen.
Als weitere Option werden die Überwachungsergebnisse, wenn Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung bestimmt wurde, vorzugsweise angewendet, um eine Reinigung gemäß dem vom Überwachungssystem und/oder dem Überwachungsverfahren für das jeweilige Objekt O_J bestimmten und bereitgestellten Beeinträchtigungsgrad und/oder der verbleibenden Zeit RT zu planen. Der Beeinträchtigungsgrad sowie die verbleibende Zeit RT bieten den Vorteil, dass die Durchführung der Reinigung geplant werden kann und vorzugsweise auch in gegebener Zeit durchgeführt wird, bevor eine sich auf dem jeweiligen Objekt O_J bildende Akkretionsschicht zu dick oder zu hart wird, um leicht entfernt werden zu können.
Je nach Art der zu reinigenden Objekte/des zu reinigenden Objekts wird die Reinigung z. B. durch Entfernen des jeweiligen Objekts/der jeweiligen Objekte O_J aus dem Rohrleitungssystem durchgeführt, um es/sie einzeln außerhalb des Rohrleitungssystems zu reinigen. Als zusätzliche oder alternative Option wird die Rohrleitung 1 vorzugsweise gereinigt. Reinigung des Rohrleitung 1 wird z. B. durch Waschen oder Spülen der Rohrleitung 1 mit einem Reinigungsmittel, wie z. B. heißem Dampf, oder einer Flüssigkeit, wie z. B. heißem Wasser, oder einer Flüssigkeit, die ein Reinigungsmittel oder ein Lösungsmittel umfasst, durchgeführt. In diesem Fall umfassen die Betriebsmodi vorzugsweise einen Reinigungsmodus, während dem das Reinigungsmittel durch die Rohrleitung 1 fließt. Die Reinigung der Rohrleitung 1 wird vorzugsweise durchgeführt, während das/die Objekt(e) O_J und das Schwingelement 5 an ihrem Ort in dem Rohrleitungssystem verbleiben. Zu diesem Zweck können Reinigungsverfahren angewendet werden, die unter dem Namen ortsgebundene Reinigung (CIP) bekannt sind. Dies hat den Vorteil, dass beim Reinigen der Rohrleitung 1 das Schwingelement 5 auf die gleiche Weise wie die Fläche(n) des Objekts/der Objekte O_J gereinigt wird. Das Überwachungsverfahren wird daher vorzugsweise nach jeder Reinigung der Rohrleitung 1 wieder aufgenommen oder neu begonnen, nachdem das/die Objekt(e) O_J und das Schwingelement 5 gereinigt wurden. Das Überwachungsverfahren wird vorzugsweise dann wieder aufgenommen, wenn der Zustand des Schwingelements 5 nach der Reinigung etwa gleich dem Zustand ist, den es zu Beginn des Überwachungsverfahrens hatte, und es wird vorzugsweise neu begonnen, wenn sich der Zustand des Schwingelements 5 von dem Zustand, den es zu Beginn des Überwachungsverfahrens hatte, unterscheidet.
Optional werden Reinigungszeitintervalle Tc, während denen das Rohrleitungssystem in dem Reinigungsmodus betrieben wird, vorzugsweise entweder der Berechnungseinheit 11 bereitgestellt oder die Berechnungseinheit 11 ist ausgebildet, um die Reinigungszeitintervalle Tc basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechende Messzeitpunkten t zu bestimmen. In letzterem Fall ist die Berechnungseinheit 11 vorzugsweise trainiert oder ausgelegt, die Bestimmung der Reinigungszeitintervall Tc basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen f(t) und den Messzeitpunkten t zu lernen. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise die vorstehend unter Bezugnahme auf die Bestimmung der ersten Zeitintervalle T1 und die Zusatzmoduszeitintervalle Ti beschriebenen Bestimmungsverfahren angewendet.
Optional umfasst das Verfahren vorzugsweise den weiteren Schritt, die Rohrleitung 1 mindestens einmal zu reinigen, z. B. durch Betreiben des Rohrleitungssystems in dem Reinigungsmodus, und nachfolgend einen Indikator einer Wirksamkeit der Reinigung zu bestimmen und bereitzustellen. Dieser Indikator wird vorzugsweise basierend auf oder als Differenz zwischen oder als ein Quotient aus einem basierend auf den vor der jeweiligen Reinigung der Rohrleitung 1 gemessenen Frequenzen f(t) bestimmten ersten Beeinträchtigungsgrad und einem basierend auf den nach der jeweiligen Reinigung der Rohrleitung 1 gemessenen Frequenzen f(t) bestimmten zweiten Beeinträchtigungsgrad bestimmt. Der erste Beeinträchtigungsgrad und der zweite Beeinträchtigungsgrad sind dabei entweder beide Beeinträchtigungsgrade des Schwingelements 5 oder beide Beeinträchtigungsgrade des gleichen Objekts O_J.
Als Option, die vorzugsweise nur dann angewendet wird, wenn der Zustand in der Rohrleitung 1 während des Reinigungsmodus als ziemlich stabil angesehen werden kann, kann der Reinigungsmodus als erster Modus anstelle des ersten Betriebsmodus oder des vorstehend erwähnten Pausemodus angewendet werden. In diesem Fall wird das erste Medium durch das Reinigungsmittel gegeben, das die Rohrleitung 1 füllt und/oder während des Reinigungsmodus durch die Rohrleitung 1 fließt. In diesem Fall wird optional der Indikator, der die Wirksamkeit der Reinigung anzeigt, vorzugsweise gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt, wobei der erste Beeinträchtigungsgrad und der zweite Beeinträchtigungsgrad jeweils basierend auf den gemessenen Frequenzen f(t), die während demselben der Zusatzmodi Mi gemessen wurden, bestimmt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise als computerimplementiertes Verfahren durchgeführt. In diesem Fall wird die Überwachung des Zustands des Objekts/der Objekte O_J basierend auf den von der entsprechenden Vibrationsvorrichtung 5 gemessenen Frequenzen f(t) und den entsprechenden Messzeitpunkten t mittels eines Computerprogramms SW von der Berechnungseinheit 11 durchgeführt. Somit wird die Erfindung auch in Form eines Computerprogramms realisiert, das Anweisungen enthält, die bei der Ausführung des Programms SW durch einen Computer dazu führen, dass der Computer das Verfahren gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung durchführt. Darüber hinaus umfasst die Erfindung ferner ein Computerprogrammprodukt, das das vorstehend beschriebene Computerprogramm und mindestens ein computerlesbares Medium umfasst, wobei mindestens das Computerprogramm auf dem computerlesbaren Medium gespeichert ist. Das Verfahren, das Computerprogramm SW und das Computerprogrammprodukt stellen jeweils die vorstehend genannten Vorteile des Verfahrens bereit.
Bezugszeichenliste

1: Rohrleitung
1a: Außenrohr
1b: Inneres Einsatzrohr
3: Vibrationsvorrichtung
5: Schwingelement
7: Wandler
9: Messeinheit
11: Berechnungseinheit
13: Übergeordnete Einheit
15: Kantenvorrichtung
17: Speicher
19: Temperatursensor
21: Drucksensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7665357 B2 [0005]
DE 102017102550 A1 [0005]
US 2019/0064096 A1 [0006]

Claims

Verfahren, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren, zum Überwachen eines Zustands von mindestens einem Objekt (O_J), das in einem Rohrleitungssystem zum Transportieren von mindestens einem Produkt umfasst ist, wobei: das Rohrleitungssystem eine Rohrleitung (1) umfasst, das das/die Produkt(e) transportiert, wobei jedes Objekt (O_J) mindestens eine Fläche umfasst, die dem/den durch die Rohrleitung (1) fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist, aufgrund der dem/den Produkt(en) ausgesetzten Fläche(n) ist jedes Objekt (O_J) für eine Beeinträchtigung durch mindestens eine der Folgenden anfällig: Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion, und das Rohrleitungssystem ist in einem ersten Modus betreibbar, wobei die Rohrleitung (1) mit einem ersten Medium gefüllt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: 1) kontinuierliches oder wiederholtes Messen einer Resonanzfrequenz (f(t)) eines Schwingelements (5) einer Vibrationsvorrichtung (3), die an der Rohrleitung (1) installiert ist, wobei: das Schwingelement (5) sich in die Rohrleitung (1) erstreckt und eine Anfälligkeit gegenüber einer Beeinträchtigung aufweist, die durch Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion verursacht wird, die den jeweiligen Anfälligkeiten des Objekts/der Objekte (O_J) entspricht, die Vibrationsvorrichtung (3) einen Wandler (7) umfasst, der das Schwingelement (5) veranlasst, mit der Resonanzfrequenz zu schwingen und eine Messeinheit (9) zum Messen der Resonanzfrequenz (f(t)), und die Resonanzfrequenz (f(t)) des Schwingelements (5) durch Akkretion verringert und durch Korrosion und Abrasion erhöht wird, und 2) Überwachen des Zustands des Objekts/der Objekte (O_J) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f_M1(t)), die während mindestens einem ersten Zeitintervall (T1) gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in dem ersten Modus betrieben wurde und das Schwingelement (5) in das erste Medium getaucht war und Bestimmen und Bereitstellen mindestens eines Überwachungsergebnisses.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Überwachen, das basierend auf den gemessenen Frequenzen (f_M1(t)), die während des mindestens einen ersten Zeitintervalls (T1) gemessenen wurden, durchgeführt wird, den Schritt umfasst, für mindestens eines der Objekte (O_J) mindestens eines der Überwachungsergebnisse mindestens einmal zu bestimmen und bereitzustellen, indem mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird: a) Bestimmen und Bereitstellen eines Beeinträchtigungsgrads des jeweiligen Objekts (O_J), b) Erfassen und Anzeigen einer Beeinträchtigung des jeweiligen Objekts (O_J), wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts (O_J) einen gegebenen Schwellenwert (fw) überschreitet, c) Ausgeben eines Alarms, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts (O_J) einen gegebenen Schwellenwert (fa) überschreitet, d) Bestimmen und Bereitstellen von Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen (f_M1(t)), die während der ersten Zeitintervalle (T1) gemessen wurden, im Laufe der Zeit abnehmen, e) Bestimmen und Bereitstellen von Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen (f_M1(t)), die während der ersten Zeitintervalle (T1) gemessenen werden, im Laufe der Zeit zunehmen, und f) Bestimmen und Bereitstellen einer verbleibenden Zeit (RT), die verbleibt, bis der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts (O_J) einen gegebenen Schwellenwert (fa) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, wobei: das Rohrleitungssystem in dem ersten Betriebsmodus und in mindestens einem weiteren Betriebsmodus (Mi) betrieben werden kann, wobei das Schwingelement (5) während jedes Zusatzmoduszeitintervalls (Ti), während dem das Rohrleitungssystem (1) in dem jeweiligen Zusatzmodus (Mi) betrieben wird, in ein modusspezifisches, durch die Rohrleitung fließendes Produkt getaucht ist, und für mindestens einen der Zusatzmodi (Mi) die Berechnungseinheit den Schritt umfasst: basierend auf den gemessenen Frequenzen (f_Mi(t)), die während mindestens eines Zusatzmoduszeitintervalls (Ti) gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in dem jeweiligen Zusatzmodus (Mi) betrieben wurde, Durchführen von mindestens einem der folgenden Schritte: Überwachen des Zustands von mindestens einem der Objekte (O_J) und Bestimmen und Bereitstellen mindestens eines Überwachungsergebnisses, und für mindestens eines der Objekte (O_J) mindestens einmal Bestimmen mindestens eines Überwachungsergebnisses, indem mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird: a) Bestimmen und Bereitstellen eines Beeinträchtigungsgrads des jeweiligen Objekts (O_J), b) Erfassen und Anzeigen einer Beeinträchtigung des jeweiligen Objekts (O_J), wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts (O_J) einen gegebenen Schwellenwert (fw) überschreitet, c) Ausgeben eines Alarms, wenn der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts (O_J) einen gegebenen Schwellenwert (fa) überschreitet, d) Bestimmen und Bereitstellen von Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessen Frequenzen (f_Mi(t)), die während der Zusatzmoduszeitintervalle (Ti) gemessen wurden, im Laufe der Zeit abnehmen, e) Bestimmen und Bereitstellen von Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung, wenn die gemessenen Frequenzen (f_Mi(t)), die während der Zusatzmoduszeitintervalle (Ti) gemessen wurden, im Laufe der Zeit zunehmen, und f) Bestimmen und Bereitstellen einer verbleibenden Zeit (RT), die verbleibt, bis der Beeinträchtigungsgrad des jeweiligen Objekts (O_J) einen gegebenen Schwellenwert (fa) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend den Schritt mindestens einmal die folgenden Schritte durchzuführen: zu einem ersten Zeitpunkt Bestimmen eines ersten Beeinträchtigungsgrads basierend auf den gemessenen Frequenzen (f_M1(t)), die während mindestens einem der ersten Zeitintervalle (T1) gemessen wurden, zu einem zweiten Zeitpunkt Bestimmen eines zweiten Beeinträchtigungsgrads basierend auf den gemessenen Frequenzen (f_Mi(t)), die während mindestens einem der Zusatzmoduszeitintervalle (Ti) gemessen wurden, wobei der erste Beeinträchtigungsgrad und der zweite Beeinträchtigungsgrad entweder beide Beeinträchtigungsgrade des Schwingelements (5) oder beide Beeinträchtigungsgrade des gleichen Objekts/der gleichen Objekte (O_J) sind, und Ausgeben einer Benachrichtigung zum Anzeigen einer beeinträchtigten Überwachungsfähigkeit des Überwachungsverfahrens, wenn die Zeitdifferenz zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit kleiner ist als ein gegebener Referenzwert und eine Abweichung zwischen dem ersten Beeinträchtigungsgrad und dem zweiten Beeinträchtigungsgrad einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, ferner umfassend mindestens einen der Schritte: a) mittels mindestens eines Sensors Messen mindestens einer auf die Resonanzfrequenz des Schwingelements (5) wirkenden Größe, b) mittels eines Temperatursensors (19) Messen einer Größe (T(t)), die durch eine Temperatur gegeben ist, der das Schwingelement (5) ausgesetzt ist, und c) mittels eines Drucksensors (21) Messen einer Größe, die durch einen Druck (p(t)) innerhalb der Rohrleitung (1) gegeben ist, und das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfassend: basierend auf mindestens einer der gemessenen Größen (p(t), T(t)) Durchführen einer Kompensation einer Abhängigkeit der durch die Vibrationsvorrichtung (3) gemessenen Frequenzen (f(t)) von den/der jeweilige(n) Größe(n) (p(t), T(t)), und Anwenden der kompensierten gemessenen Frequenzen (f(t)) als während des Überwachungsverfahrens gemessene Frequenzen.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, ferner umfassend mindestens einmal einen der Schritte: a) Planen oder Planen und Durchführen eines Austauschs von mindestens einem der Objekte (O_J) gemäß dem Beeinträchtigungsgrad und/oder der verbleibenden Zeit (RT), der/die durch das Überwachungsverfahren für das jeweilige Objekt (O_J) bestimmt und bereitgestellt wird, wenn Korrosion oder Abrasion als Ursache der Beeinträchtigung bestimmt wurde, b) Durchführen eines Austauschs, wobei mindestens eines oder alle der Objekte (O_J) und die Vibrationsvorrichtung (3) oder mindestens das Schwingelement (5) ausgetauscht werden und das Überwachungsverfahren nach dem Austausch wieder aufgenommen oder neu gestartet wird, c) Planen oder Planen und Durchführen einer Reinigung von mindestens einem der Objekte (O_J) oder eine Reinigung der Rohrleitung (1), während mindestens eines oder alle der Objekte (O_J) in dem Rohrleitungssystem verbleiben, durchgeführt gemäß dem Beeinträchtigungsgrad und/oder der verbleibenden Zeit (RT), der/die durch das Überwachungsverfahren für mindestens eines der Objekte (O_J) bestimmt und bereitgestellt wird, wenn Akkretion als Ursache der Beeinträchtigung bestimmt wurde, d) während eines Reinigungszeitintervalls (Tc) Reinigen der Rohrleitung (1), während die Objekte (O_J) und die Vibrationsvorrichtung (3) einschließlich des Schwingelements (5), das sich in die Rohrleitung (1) erstreckt, an ihrem Ort verbleiben und Durchführen mindestens eines der Folgenden: Wiederaufnehmen oder Neustarten des Überwachungsverfahrens nachdem die Rohrleitung (1) gereinigt wurde, Bestimmen und Bereitstellen eines Indikators einer Wirksamkeit der Reinigung, und/oder Bestimmen und Bereitstellen eines Indikators einer Wirksamkeit der Reinigung basierend auf oder als eine Differenz zwischen oder ein Quotient aus einem ersten basierend auf den vor der Durchführung der Reinigung der Rohrleitung (1) gemessenen Frequenzen (f(t)) bestimmten Beeinträchtigungsgrad und einem zweiten basierend auf den nach der jeweiligen Durchführung der Reinigung der Rohrleitung (1) gemessenen Frequenzen (f(t)) bestimmten Beeinträchtigungsgrad, wobei der erste Beeinträchtigungsgrad und der zweite Beeinträchtigungsgrad entweder beide Beeinträchtigungsgrade des Schwingelements (5) oder beide Beeinträchtigungsgrade des gleichen Objekts (O_J) sind.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, ferner umfassend die Schritte: Bereitstellen der gemessenen Frequenzen (f(t)) und der entsprechenden Messzeitpunkte (t) an eine Berechnungseinheit (11), und mittels der Berechnungseinheit (11) Durchführen der Überwachung des Zustands des Objekts/der Objekte (O_J) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den Messzeitpunkten (t), die der Berechnungseinheit (11) bereitgestellt werden, wobei die Berechnungseinheit (11) ausgebildet ist, um die Überwachung und Bestimmung von mindestens einem Überwachungsergebnis durchzuführen, wobei die Berechnungseinheit (11) die gemessenen Frequenzen (f_M1(t)), die während der ersten Zeitintervalle (T1) gemessen wurden, basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)), den entsprechenden Messzeitpunkten (t) und den ersten Zeitintervallen (T1) bestimmt, und wobei die ersten Zeitintervalle (T1) entweder der Berechnungseinheit (11) bereitgestellt oder durch die Berechnungseinheit (11) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den entsprechenden Messzeitpunkten (t), die der Berechnungseinheit (11) bereitgestellt werden, bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Berechnungseinheit (11): trainiert oder ausgelegt ist, die Bestimmung der ersten Zeitintervalle (T1) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den ihr bereitgestellten Messzeitpunkten (t) zu lernen, und die Bestimmung der ersten Zeitintervalle (T1) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den entsprechenden Messzeitpunkten (t), die der Berechnungseinheit (11) bereitgestellt werden, basierend auf einem zuvor bestimmten oder gelernten Modell für die Bestimmung der ersten Zeitintervalle (T1), durchführt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei: das Modell basierend auf Trainingsdaten bestimmt wird, die gemessene Frequenzen (f(t)) und entsprechende Messzeitpunkte (t) umfassen, die gemessene Frequenzen (f_M1(t)), die während ersten Zeitintervallen (T1) gemessen wurden, umfassen, wobei während der ersten Zeitintervalle (T1) das Rohrleitungssystem in einem ersten Modus betrieben wurde und das Schwingelement (5) der Vibrationsvorrichtung (3) oder ein identisches Schwingelement einer Vibrationsvorrichtung der gleichen Art in das erste Medium getaucht war, die Trainingsdaten zusätzlich die ersten Zeitintervalle (T1) umfassen, und das Modell basierend auf Modelleingaben bestimmt oder gelernt wird, die durch die gemessenen Frequenzen (f(t)) und die entsprechenden Messzeitpunkte (t) gegeben sind, und auf Modellausgaben, die durch die ersten Zeitintervalle (T1) gegeben sind, beide umfasst in den Trainingsdaten.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend die Schritte: a) Bestimmen des Modells basierend auf gemessenen Frequenzen (f(t)) und entsprechenden Messzeitpunkten (t), die während eines vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden, während dem das Rohrleitungssystem in mindestens zwei unterschiedlichen Modi betrieben wurde, die den ersten Modus umfassen, durch: a1) Aufzeichnen der gemessenen Frequenzen (f(t)), die während des vorläufigen Zeitintervalls gemessen wurden, a2) Bestimmen gefilterter Frequenzen (ff(t)) durch Anwenden eines Filters auf die aufgezeichneten Frequenzen (ff(t)), a3) Bestimmen der Änderungszeitpunkte ((CTi)), als der Betriebsmodus des Rohrleitungssystems geändert wurde, wobei die Änderungszeitpunkte ((CTi)) entweder basierend auf den gefilterten Frequenzen (ff(t)) oder durch Bestimmen einer zeitlichen Abweichung (v(ff(t)) der gefilterten Frequenzen (ff(t)) bestimmt werden und Bestimmen der Änderungszeitpunkte ((CTi)) als jeweils gleich einem Spitze- oder Talzeitpunkt, an dem die zeitliche Abweichung (v(ff(t))) ein Extremum aufweist, insbesondere ein Extremum, das einen gegebenen Schwellenwert (+/-Δ(N)) überschreitet, einen Schwellenwert, der basierend auf einer Ausreißererkennung bestimmt wird, die basierend auf der zeitlichen Abweichung (v(ff(t))) der gefilterten Frequenzen (ff(t)) oder einem Schwellenwert größer als ein die gefilterten Frequenzen (ff(t)) überlagerndes Rauschen (N) durchgeführt wird, a4) basierend auf den Änderungszeitpunkten (CTi) Identifizieren von Zeitintervallen (ΔTi), während denen das Rohrleitungssystem in einem einzigen Betriebsmodus betrieben wurde, a5) für jedes der Zeitintervalle (ΔTi) entweder Bestimmen eines Satzes mindestens einer statistischen Eigenschaft der gemessenen Frequenzen (f(t)) und/oder gefilterten gemessenen Frequenzen (ff(t)), die während des jeweiligen Zeitintervalls (ΔTi) gemessen wurden, oder Bestimmen eines Satzes mindestens einer statistischen Eigenschaft, die mindestens eines der Folgenden umfasst: einen Mittelwert der gemessenen Frequenzen (f(t)) und/oder der gefilterten Frequenzen (ff(t)), die während des jeweiligen Zeitintervalls (ΔTi) gemessenen wurden, und/oder eine Standardabweichung oder Varianz der gemessenen Frequenzen (f(t)) und/oder der gemessenen gefilterten Frequenzen (ff(t)), die während des jeweiligen Zeitintervalls (ΔTi) gemessen wurden, a6) basierend auf Sätzen statistischer Eigenschaften, die für jedes der Zeitintervalle (ΔTi) bestimmt werden, Identifizieren derjenigen Zeitintervalle (ΔTi), in denen das Rohrleitungssystem in dem gleichen Betriebsmodus betrieben wurde, a7) Bestimmen eines der basierend auf dem entsprechenden Satz statistischer Eigenschaften identifizierten und identifizierbaren Betriebsmodi als dem ersten zum Durchführen der Überwachung angewandten Modus, und b) während der Überwachung Bestimmen der ersten Zeitintervalle (T1) basierend auf dem Satz statistischer Eigenschaften, die für den ersten Betriebsmodus repräsentativ sind, durch: b1) Aufzeichnen der gemessenen Frequenzen (f(t)) und der entsprechenden Messzeitpunkte (t) und Filtern der aufgezeichneten Frequenzen (f(t)), b2) bestimmte Änderungszeitpunkte (CTi), die während der Überwachung aufgetreten sind, oder bestimmte Änderungszeitpunkte (CTi), die während der Überwachung als jeweils gleich einem Spitze- oder Talzeitpunkt aufgetreten sind, an dem eine zeitliche Abweichung (v(ff(t))) der gefilterten Frequenzen ein Extremum aufweist, b3) basierend auf den Änderungszeitpunkten (CTi) Identifizieren von Zeitintervallen (ΔTi), während denen das Rohrleitungssystem in einem einzigen Betriebsmodus betrieben wurde, und b4) für jedes der Zeitintervalle (ΔTi) Bestimmen des Satzes statistischer Eigenschaften der gemessenen Frequenzen (f(t)) und/oder der gefilterten Frequenzen (ff(t)), die während des jeweiligen Zeitintervalls (ΔTi) gemessenen wurden, b5) Vergleichen der Sätze statistischer Eigenschaften mit dem Satz statistischer Eigenschaften, die für den ersten Modus repräsentativ sind, und basierend auf dem Vergleich, Identifizieren von Sätzen statistischer Eigenschaften, die dem Satz statistischer Eigenschaften entsprechen, die für den ersten Modus repräsentativ sind, und Identifizieren der entsprechenden Zeitintervalle (ΔTi) als erste Zeitintervalle (T1).
Verfahren nach Anspruch 2 und mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei: die Berechnungseinheit (11) für mindestens einen der Zusatzmodi (Mi) die während den ersten Zusatzmoduszeitintervallen (Ti) gemessenen Frequenzen (f_Mi(t)) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)), den entsprechenden Messzeitpunkten (t) und den ersten Zusatzmoduszeitintervallen (Ti) bestimmt, und die Zusatzmoduszeitintervalle (Ti) entweder der Berechnungseinheit (11) bereitgestellt oder von der Berechnungseinheit (11) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den entsprechenden Messzeitpunkten (t), die der Berechnungseinheit (11) bereitgestellt werden, bestimmt werden, wobei die Zusatzmoduszeitintervalle (Ti), die von der Berechnungseinheit (11) bestimmt werden, durch ein Bestimmungsverfahren bestimmt werden, das einem Bestimmungsverfahren entspricht, das von der Berechnungseinheit (11) angewendet wird, um erste Zeitintervalle (T1) zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, ferner umfassend mindestens einen der Schritte: a) mindestens einmal Bereitstellen eines Reinigungszeitintervalls (Tc) an die Berechnungseinheit (11), während dem die Rohrleitung (1) gereinigt wurde, oder mindestens einmal Bereitstellen mittels der Berechnungseinheit (11) eines Reinigungszeitintervalls (Tc), während dem die Rohrleitung (1) gereinigt wurde, indem ein Bestimmungsverfahren durchgeführt wird, das einem Bestimmungsverfahren entspricht, das von der Berechnungseinheit (11) zum Bestimmen der ersten Zeitintervalle (T1) und/oder des Zusatzbetriebszeitintervalls (Ti) angewendet wird, b) Vorbestimmen des ersten Modus, gegeben durch einen ersten Betriebsmodus, während dem ein erstes Produkt durch die Rohrleitung fließt, gegeben durch einen Pausemodus, während dem kein Produkt durch die Rohrleitung (1) fließt und die leere Rohrleitung (1) mit Luft oder einem Gas gefüllt ist, oder gegeben durch einen Reinigungsmodus, während dem ein Reinigungsmittel durch die Rohrleitung (1) fließt, c) für mindestens eines oder jedes der Objekte (O_J) Bestimmen einer quantitativen Beziehung, die die Entsprechung zwischen der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts (O_J) und der Anfälligkeit des Schwingelements (5) darstellt, und Anwenden dieser quantitativen Beziehung, um den Zustand des jeweiligen Objekts (O_J) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) zu überwachen, die den Zustand des Schwingelements (5) anzeigen, wobei jede quantitative Beziehung entweder basierend auf dem/den Produkte(n) und dem Material der ausgesetzten Fläche(n) des jeweiligen Objekts (O_J) und des Schwingelements (5) bestimmt wird, oder basierend auf dem/den Produkte(n) und dem Material der ausgesetzten Fläche(n) des jeweiligen Objekts (O_J) und des Schwingelements (5) und mindestens einer der Folgenden: einer Eigenschaft, einer Flächenform und/oder einer Oberflächenrauheit der Fläche(n) und/oder einer Position der Fläche(n) des jeweiligen Objekts (O_J) in oder in Bezug zu der Rohrleitung (1), d) basierend auf einer Beziehung zwischen einem Beeinträchtigungsgrad des genannten Schwingelements (5) und einer Frequenzänderung der Resonanzfrequenz, die durch eine Änderung einer schwingenden Masse des Schwingelements (5) verursacht wird, die durch den Beeinträchtigungsgrad verursacht wird, Einstellen von mindestens einem der Schwellenwerte (fw, fa) des Beeinträchtigungsgrads mindestens eines der Objekte (O_J) gemäß einem entsprechenden Schwellenwert für die Änderung der schwingenden Masse, wobei die Schwellenwerte für die Änderung der schwingenden Masse entweder Standardwerte sind, die basierend auf dem Material und der Konstruktion des Schwingelements (5) und der Entsprechung oder der quantitativen Beziehung zwischen der Anfälligkeit des Schwingelements (5) und der Anfälligkeit des jeweiligen Objekts (O_J) definiert sind oder basierend auf einer Eigenschaft oder einer Dichte von mindestens einem der Produkte, die Akkretion verursachen, zusätzlich bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, wobei: ein erster Modus einer der Folgenden ist: a) ein erster Betriebsmodus, während dem das von einem ersten Produkt des mindestens einen von dem Rohrleitungssystem zu transportierenden Produkts gegebene erste Medium durch die Rohrleitung (1) fließt, b) ein Pausemodus, in dem kein Produkt durch die Rohrleitung (1) fließt, wobei das erste Medium durch Luft oder Gas gegeben ist, das die Rohrleitung (1) in dem Pausemodus füllt, oder c) ein Reinigungsmodus, während dem die Rohrleitung (1) mit einem Reinigungsmittel gefüllt ist, oder mit einem Reinigungsmittel, das durch die Rohrleitung (1) fließt, gefüllt ist, der Beeinträchtigungsgrad von mindestens einem der Objekte (O_J) mindestens einmal, kontinuierlich oder wiederholt basierend auf einem Vergleich mindestens einer Eigenschaft und/oder eines Mittelwerts gemessener Frequenzen (f_M1(t)) bestimmt wird, die in einem ersten Satz von Messdaten umfasst sind, der zuletzt gemessene Frequenzen (f_M1(t)), die jeweils während eines der ersten Zeitintervalle (T1) gemessen wurden, und einen für die Eigenschaft vorbestimmten Referenzwert umfasst, wobei die für mindestens eines der Objekte (O_J) bestimmte verbleibende Zeit (RT) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den entsprechenden Messzeitpunkten (t) mindestens einmal, kontinuierlich oder wiederholt bestimmt wird: a) mittels eines Verfahrens zur Zeitreihenvorhersage und/oder mittels eines linearen oder nicht linearen Hochrechnungsverfahrens, das basierend auf der während der ersten Intervalle (T1) gemessenen Frequenzen (fM1(t)) durchgeführt wird, b) durch wiederholtes Bestimmen des Beeinträchtigungsgrads des jeweiligen Objekts (OJ) über eine Zeitspanne, während der erwartet werden kann, dass sich der Beeinträchtigungsgrad ändert, Bestimmen einer Änderungsrate dieser Beeinträchtigungsgrade und durch Bestimmen der verbleibenden Zeit (RT) basierend auf dem gegenwärtigen Beeinträchtigungsgrad und der Änderungsrate, und/oder b) durch Bereitstellen der gemessenen Frequenzen (f(t)) und entsprechenden Messzeitpunkte (t) an die Berechnungseinheit (11), die die Bestimmung der verbleibenden Zeit (RT) durchführt, wobei die Berechnungseinheit (11) ausgebildet ist, um die verbleibenden Zeit (RT) basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen (f(t)) und den Messzeitpunkten (t) zu bestimmen sowie eines Modells zum Bestimmen der verbleibenden Zeit (RT), wobei das Modell entweder ein zuvor bestimmtes Modell gespeichert in einem Speicher (17) der Berechnungseinheit (11) oder ein von der Berechnungseinheit (11) gelerntes Modell ist, die zum Lernen des Modells basierend auf den ihr bereitgestellten gemessenen Frequenzen (f(t)) und den Messzeitpunkten (t) ausgelegt ist.
Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 bis 13, wobei das/die Objekt(e) mindestens eines der Folgenden umfassen: ein Objekt (O1), das durch eine Innenwand der Rohrleitung (1) gegeben ist, ein Objekt (O2), das durch ein an der Rohrleitung (1) installiertes Ventil gegeben ist, ein Objekt (O3), das durch eine an der Rohrleitung installierte Tauchhülse gegeben ist, ein Objekt (O4), das durch einen mit der Rohrleitung (1) verbundenen Kompensator (O4) gegeben ist, und/oder mindestens ein durch einen Sensor, eine Pumpe, ein Aggregat oder eine Vorrichtung gegebenes Objekt, wobei jedes mindestens eine Fläche aufweist, die dem/den durch die Rohrleitung (1) fließenden Produkt(en) ausgesetzt ist.
Überwachungssystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 14, umfassend: die an der Rohrleitung (1) installierte Vibrationsvorrichtung (3), die das sich in die Rohrleitung (1) erstreckende Schwingelement (5) umfasst und eine Anfälligkeit für eine Beeinträchtigung durch Akkretion, Abrasion und/oder Korrosion entsprechend der jeweiligen Anfälligkeit des Objekts/der Objekte (O_J) aufweist, wobei der Wandler (7) verursacht, dass das Schwingelement (5) mit der Resonanzfrequenz schwingt und die Messeinheit (9) die Resonanzfrequenz (f(t)) misst, und die Berechnungseinheit (11) direkt oder indirekt mit der Vibrationsvorrichtung (3) verbunden ist oder mit dieser kommuniziert, wobei die Berechnungseinheit (11) zum Durchführen der Überwachung basierend auf den durch die Vibrationsvorrichtung (3) gemessenen Frequenzen (f(t)) und den der Berechnungseinheit (11) bereitgestellten entsprechenden Messzeitpunkten (t) ausgebildet ist, und wobei die Berechnungseinheit (11) trainiert oder zum Erlernen der Bestimmung von mindestens einem der Folgenden ausgelegt ist: der verbleibenden Zeit (RT), den ersten Zeitintervallen (T1), den Zusatzzeitintervallen (Ti) und/oder den Reinigungszeitintervallen (Tc) basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den Messzeitpunkten (t).
Computerprogramm (SW), das Anweisungen umfasst, die bei Ausführung des Programms durch einen Computer, den Computer veranlassen, das Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 bis 14 basierend auf den gemessenen Frequenzen (f(t)) und den entsprechenden (t) Messzeitpunkten durchzuführen, die dem Computer bereitgestellt werden.
Computerprogrammprodukt, das das Computerprogramm nach Anspruch 16 und mindestens ein computerlesbares Medium umfasst, wobei mindestens das Computerprogramm auf dem computerlesbaren Medium gespeichert ist.