DE1065678B

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Publication number: DE1065678B
Application number: DENDAT1065678D
Authority: DE
Publication date: 1959-09-17

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät zur Feststellung der Lage der Entstehungsstelle eines Austrittsgeräusches an Rohrleitungen bzw. Rohrleitungsnetzen, durch welches auch solche Netze fortlaufend auf ihren einwandfreien Zustand überwacht werden können.

Inden IetztenJahren ist eine Gattung elektronischer Geräte entwickelt worden, welche dazu dienen, Rohrleitungen bzw. Rohrleitungsnetze zu überwachen und eventuelle Schäden festzustellen. Den Anstoß für diese Entwicklung gab die Beobachtung, die vorzugsweise von Wasserwerken gemacht wurde, daß durch die Ereignisse der letzten 15 Jahre die Leitungen schwere mechanische Schäden genommen hatten, die sich dahingehend auswirkten, daß erhebliche Mengen des in den Rohrleitungen strömenden Mediums, also vorzugsweise Wasser, nutzlos ausströmten. So sind Wasserverluste bis zu SCWo in bestimmten Städten und Gemeinden infolge der sich immer stärker auswirkenden Alterung der Rohrnetze infolge Korrosion und äußerer mechanischer Einwirkungen (z. B. Zunahme des Verkehrs) heute keine Seltenheit. Wenn man berücksichtigt, daß die Wasserwerke einer süddeutschen Großstadt, deren technische Anlagen als vorbildlich bezeichnet \verden können, im Jahre 1954 wirtschaftliche Verluste von mehreren Millionen DM durch ungenutzt verlorengegangene Wassermengen erlitten hat, so erkennt man die gesteigerte Bedeutung derartiger Geräte.

Zwei Probleme sind es, die im wesentlichen auftreten, und zwar zunächst die Feststellung der Lage der Rohrleitungen und zweitens die Feststellung und Lokalisierung der Schadensstellen. Während die erste Aufgabe durch Geräte gelöst wird, die sich im wesentlichen an die bekannten Minensuchgeräte anlehnen, bei denen also die Rohrleitung bzw. Rohrleitungsstelle, wie Schieber, Ventile u. dgl., durch Beeinflussung von in einem Hilfsgenerator erzeugten elektrischen Schwingungen erfolgt, bedient man sich zur Schadensfeststellung und Auffindung der Schadensstellen vorzugsweise elektroakustischer Verfahren.

Gleichgültig welches Verfahren jeweils Verwendung findet, müssen in jedem Falle Indikationsmittel für da.-; Erkennen irgendwelcher elektrischer oder akustischer Vorgänge vorhanden sein. In erster Linie dienen hierzu subjektive Anzeigemittel, wie Telefone elektromagnetischer bzw. piezoelektrischer Bauart. Zur objektiven Aufzeichnung werden ferner, wenn genügend Energie zur Verfügung steht, auch normal-; Zeigermeßinstrumente, gegebenenfalls in Verbindung mit Gleichrichtern, benutzt.

Ein Nachteil dieser Indikationsmittel ist, daß jede subjektive Anzeige stark von der jeweiligen Person abhängig ist, wobei hinzu kommt, daß ein quantita-

Elektronisches Gerät zur Feststellung
der Lage der Entstehungsstelle
eines Austrittsgeräusches an schadhaften Rohrleitungen bzw. Rohrleitungsnetzen

Anmelder:

Werner Pinternagel,
Straubing, Siemensstr. 2

Werner Pinternagel, Straubing,
ist als Erfinder genannt worden

tiver Vergleich zweier Lautstärken infolge der logarithmischen Empfindlichkeit des Ohres nur äußerst unzuverlässig wirkt. Ein nicht zu unterschätzender Faktor ist auch, daß derartige Untersuchungen meist auf verkehrsreichen Straßen erfolgen müssen, wobei der Straßenlärm sowohl auf das Mikrophon als auch unmittelbar auf das Ohr der Bedienungsperson wirkt. Es ist überdies äußerst schwierig, mit dem Mikrophon selektive Feststellungen zu treffen, d. h. Geräusche des Straßenlärms und durch Wasseraustritt hervorgerufene Geräusche voneinander zu trennen. Völlig unmöglich ist eine solche Trennung bei objektiver Anzeige mit Hilfe von Zeigermeßinstrumenten, da derartige Meßinstrumente den Charakter der anzuzeigenden Ströme u. dgl. nicht wiederzugeben vermögen.

Die λόγΙlegende Erfindung soll diesem Mangel abhelfen.

Gemäß der Erfindung besteht ein elektronisches Gerät zur Feststellung der Lage der Entstehungsstelle eines Austrittsgeräusches an Rohrleitungen bzw. Rohrleitungsnetzen aus der Komliination der an sich bekannten Maßnahmen, nämlich der Verwendung von zwei gleichen Mikrophonen und der Anzeige der von ihnen abgegebenen Spannungen mittels einer Mehrstrahlanzcigeröhre.

Wie im vorstehenden bereits ausgeführt, haftet der subjektiven Beurteilung der Lautstärke der von den beiden Mikrophonen aufgenommenen Geräuschenergien durch das Gehör eines Beobachters ein so grofkv Mangel an, daß das Verfahren beispielsweise bei Straßenlärm kaum oder nur äußerst schwer anwendbar ist. Die objektive Anzeige durch Zeigermeßinstru-

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Claims

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mente ist ebenfalls nicht befriedigend, da diese Meßinstrumente nicht den Geräuschcharakter angeben können. So schwer es also ist, subjektiv Lautstärken zu vergleichen, so einfach ist es, die Größe zweier gleichartiger, durch den Schall auf einem Bildschirm erzeugter Figuren miteinander zu vergleichen, oder mit anderen Worten gesagt: Es ist sehr leicht, bei einer Zweistrahlelektronenröhre festzustellen, welches Kurvenbild größere Amplituden und welches kleinere Amplituden hat. Dadurch, daß man zwei gleiche Kurvenzüge sieht, weiche sich im wesentlichen nur bezüglich ihrer Amplitude unterscheiden, ist man in der Lage, besonders bei kontinuierlicher Ortsveränderung des einen Mikrophons zu beobachten, ob das zu diesem Mikrophon gehörige Kurvenbild kleiner oder größer wird. Da man mit eiern Auge in der Lage ist, äußerst geringe Größen- und Formunterschiede festzustellen, bietet das Verfahren nach der Erfindung dem Beobachter die Möglichkeit, mit größter Sicherheit und in kurzer Zeit die Schadensstelle zu lokalisieren.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Benutzung des Gerätes;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Gerätes mit den beiden Mikrophonen.

Es gelten in beiden Figuren für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen.

Das dargestellte Gerät arbeitet mit zwei völlig gleichartigen Mikrophonen 1 und 2, die über Leitungen 3 und 4 mit dem eigentlichen Meßkoffer 5 verbunden sind. Dieser Meßkoffer enthält zwei Verstärker völlig gleicher Bauart und gleicher elektrischer Daten. Der Ausgang der Verstärker kann wahlweise auf ein an sich bekanntes Differentialtelefon oder auf ein Meßinstrument gegeben werden. Erfindungsgemäß ist jedoch als Anzeigegerät eine Elektronenstrahlröhre vorgesehen, deren Bildschirm 6 in der Fig. 2 angedeutet ist. Die beiden Kurvenzüge 7 und 8 sollen die Darstellung der von den beiden Mikrophonen gelieferten Spannungen andeuten.

Die Wirkungsweise des Gerätes ist folgende: Es sei angenommen, daß die Rohrleitung 9 eine Bruchstelle bei 10 besitzt, aus der etwa Wasser ausströmt. Das Ausströmgeräusch pflanzt sich durch den Erdboden fort und wird mit Hilfe der beiden Mikrophonel und 2 aufgenommen. Es ist selbstverständlich, daß in der dargestellten Anordnung die von dem Mikrophon 2 wiedergegebene, von der aufgenommenen Lautstärke abhängige Spannung stärker ist als die Wiedergabespannung des Mikrophons 1, einfach deshalb, weil der Abstand des Mikrophons 1 von der Schadenstelle 10 etwa dreimal so groß ist wie der Abstand des Mikrophons 2 von der Stelle 10. Entsprechend ist dann die Amplitude des zum Mikrophon 2 gehörigen Kurvenbildes 8 auf dem Bildschirm 6 größer, als die Amplitude des Kurvenbildes 7, das den Spannungsverlauf am Ausgang des Mikrophons 1 wiedergibt. Dabei sind die Kurvenbilder weitgehend unbeeinflußt vom Stra-

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ßenlärm und von Bodenerschütterungen langsamer Frequenz. Wird beispielsweise das Mikrophon 1 jetzt in Richtung auf die bedienende Person bewegt, während das Mikrophon 2 seinen Platz behält, so wird die durch das Mikrophon 1 abgegebene Spannung größer, bis es schließlich den gleichen Wert ergibt wie das Mikrophon 2. Man kann in diesem Falle sagen, daß. da beide Spannungen gleich sind, auch die Schallwege im Boden gleich sein müssen. In diesem Falle wird also die Schadensstelle genau unter der Mitte zwischen beiden Mikrophonen liegen. Tatsächlich ist es nach diesem Verfahren bei einiger Erfahrung möglich, die Schadensstelle auf 10 bis 20 cm genau festzulegen.

Wie bereits gesagt, verwendet man als Anzeigegerät zweckmäßig ein Zweistrahlrohr, da man so beide Anzeigen bildlich unmittelbar neben- oder untereinander vor Augen hat.

Da das Ausströmgeräusch an der Schadensstelle 10 einen ganz bestimmten Charakter sowohl bezüglich der Frequenz als auch der Kurvenform hat, ist es ein leichtes, die durch die Schadensstelle bedingten Schwingungen von den Schwingungen zu trennen, welche durch Störgeräusche hervorgerufen wird.

Selbstverständlich kann man für den vorstehenden Zweck mit Einstrahlröhren und auch mit nur einem Verstärker arbeiten, wobei dann eine Umschaltung von dem einen Mikrophon auf das andere Mikrophon erfolgen muß. Diese Umschaltung kann durch einen einfachen Hebelschalter oder auch elektrisch, beispielsweise durch Sperröhren, erfolgen.

Da die Elektronenstrahlröhren am hellen Tage im Freien Verwendung finden müssen, kann man die Erkennbarkeit der Anzeige auf dem Bildschirm in bekannter Weise dadurch erhöhen, daß man tubusförmige Blenden gegen Nebenlicht benutzt. Im allgemeinen genügt ein Rohrstück von wenigen Zentimetern Länge, welches über dem Bildschirm angebracht ist, um eine gute Sichtbarkeit des Bildes zu gewährleisten.

Ρλ τ ε ντλnspruch-

Elektronisches Gerät zur Feststellung der Lage der Entstehungsstelle eines Austrittsgeräusches an schadhaften Rohrleitungen bzw. Rohrleitungsnetzen mit Hilfe von zwei gleichen Mikrophonen, die den Schall des Austrittsgeräusdhes an verschiedenen Punkten aufnehmen, dadturch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannungen an den Mikrophonen einer Zweistrahl-Elektronenstrahlröhre zugeführt werden, so daß durch Amplitudenvergleich der aufgezeichneten Kurvenzüge ein Vergleich der Lautstärken des Austrittsg;eräusches am Ort der beiden Mikrophone möglich ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 817 040:
Funktechnik. Nr. 10 (1954), S. 276.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen