DE112012001851B4

DE112012001851B4 - Ermitteln von Fluid-Leckagevolumen in Pipelines

Info

Publication number: DE112012001851B4
Application number: DE112012001851.6T
Authority: DE
Inventors: Chunhua Tian; Jing Xiao; Jin Huang; Ying Chen; Felipe Albertao; Hao Wang
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2012-03-31
Publication date: 2023-06-15
Anticipated expiration: 2032-04-01
Also published as: JP2014512512A; US9897261B2; GB201319405D0; WO2013000308A1; US20170089518A1; DE112012001851T5; GB2503635A; US10077873B2; CN102853261A; US9759589B2; US20180087721A1; GB2503635B; US10082249B2; US20140229124A1; SG194692A1; US20180045377A1; JP5474268B1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in einer Transport-Pipeline, aufweisend:Empfangen von Negativ-Druckwellensignalen, die von mindestens zwei in der Pipeline angeordneten Drucksensoren detektiert werden;Ermitteln eines Drucksignals an einem Leckage-Ort auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale; wobei das Ermitteln des Leckage-Orts auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale der mindestens zwei Drucksensoren erfolgt, wobei dass Ermitteln des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß den empfangenen Negativ-Druckwellensignalen und dem ermittelten Leckage-Ort erfolgt, wobei ein Ableiten des Drucksignals am Leckage-Ort anhand eines linearen Modells, bei dem sich der Fluiddruck entlang der Pipeline linear ändert, sowie auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale an den mindestens zwei Drucksensoren und der Abstände vom Leckage-Ort zu den mindestens zwei Drucksensoren erfolgt;Ermitteln einer Leckagerate während eines Leckagezeitraums auf der Grundlage des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß einem Leckagemodell; wobei ein Erhalten der Flankeninformationen des Drucksignals am Leckage-Ort im zeitlichen Verlauf erfolgt, wobei ein Unterteilen des Leckagezeitraums in eine Vielzahl von Zeitabschnitten gemäß den Flankeninformationen erfolgt und wobei ein Ermitteln der Leckagerate in jedem Zeitabschnitt gemäß dem Leckagemodell erfolgt undErmitteln des Leckagevolumens des Fluids in der Pipeline auf der Grundlage der Leckagerate und des Leckagezeitraums, wobei das Ermitteln des Leckagevolumens des Fluids in der Pipeline auf der Grundlage der Leckagerate aufweist: Addieren der Leckagevolumen in jedem Zeitabschnitt, wodurch das Gesamt-Leckagevolumen während des Leckagezeitraums erhalten wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Pipeline-Transports in der Industrie und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln von Leckage-Informationen in Pipelines.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
In modernen Industriezweigen ist es häufig notwendig, verschiedene Arten von in flüssiger Form vorliegenden Rohstoffen wie Öl, Gas, Wasser usw. über lange Strecken in Pipelines zu transportieren. Die Gesamtlänge der weltweiten Öl- und Gas-Pipelines beträgt derzeit 3,5*10⁶ km. Die Langstrecken-Backbone-Pipeline in China hat eine Länge von mehr als 80.000 km erreicht und transportiert 70 % des chinesischen Öls und 99 % des Erdgases.
Allerdings sind viele dieser Langstrecken-Pipelines aufgrund der langen Betriebsdauer gealtert. So liegt beispielweise in China die Betriebsdauer von ca. 60 % der Langstrecken-Backbone-Pipelines bei über 20 Jahren, während viele Pipelines seit mehr als 30 Jahren in Betrieb sind und damit eine Phase erreicht haben, in der es sehr häufig zu Unfällen kommt.
Neben Korrosion und Alterung der Pipelines werden Lecks auch durch Änderungen der Umgebungsgeografie, den Klimawandel und Erschütterungen in der Umgebung hervorgerufen. Auch das vergleichsweise häufige illegale Anzapfen der Pipelines gehört zu den wichtigsten Ursachen für Pipeline-Leckagen.
Aus all dem wird deutlich, dass Pipeline-Leckagen neben großen Rohstoffverlusten und finanziellen Einbußen auch erhebliche Umweltverschmutzung und -gefährdung verursachen und somit äußerst schädlich sind. Um diese Schädlichkeit auf ein Mindestmaß zu reduzieren, benötigt das technische Personal innerhalb möglichst kurzer Zeit nach dem Auftreten eines Lecks entsprechende Informationen z.B. zu Ort und Zeitpunkt des Lecks, um möglichst schnell Gegenmaßnahmen ergreifen zu können.
Zum Beschaffen derartiger Leckage-Informationen kommen nach dem Stand der Technik mehrere Lösungen zur Anwendung. Bei einer Lösung wird die Fluidströmung in den Pipelines detektiert, und die Leckage-Informationen werden anhand der Strömungsdifferenz an den beiden Enden eines Rohrs oder anhand der Strömungsänderung an einem bestimmten Ende ermittelt. Allerdings weist die Lösung nur eine niedrige Empfindlichkeit und damit eine geringe Genauigkeit auf, die der Anforderung industrieller Projekte nicht genügt. Bei einer anderen Lösung wird ein Lichtwellenleitersystem außerhalb von Pipelines angeordnet, und die Leckage-Informationen werden ermittelt, indem Änderungen der Lichtwellensignale detektiert werden. Alternativ kann ein Fluid-Sensorkabel angeordnet werden, wobei die Leckage-Informationen erhalten werden, indem Änderungen in der Leitfähigkeit des Fluids detektiert werden. Diese beiden Lösungen weisen zwar eine hohe Genauigkeit auf, bedingen jedoch zu hohe Projektkosten und sind somit in großem Maßstab nur schwer anwendbar.
Die CN 101 122 367 A offenbart ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Diagnose von Pipelinelecks, wobei das System umfasst: eine Drucksensorvorrichtung, die an der zu diagnostizierenden Pipeline angebracht ist, um Unterdruckwellensignale von Lecks in der Pipeline aufzunehmen; eine Multitasking-Datenerfassungsvorrichtung, wobei mindestens 2 RAMs in der Erfassungsvorrichtung abwechselnd die Erfassung der Unterdruckwellensignale und die Übertragung der Erfassungsdaten parallel durch die Steuerung einer Steuerschaltung durchführen; eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die die von der Multitasking-Datenerfassungsvorrichtung übertragenen Erfassungsdaten zur Datenanalyse und Leckerkennung empfängt.
Die CN 1 322 914 A offenbart ein Echtzeit-Leckwarn- und Leckortungssystem für Ölpipelines. Es nutzt die Erkennung von zwei Parametern, Druck und Durchfluss, um Lecks zu lokalisieren, insbesondere durch die Installation eines Satzes von Mikrocomputer-Überwachungsgeräten an einem ersten Ende und eines an einem zweiten Ende. Die Druck- und Durchflusssignale werden durch die Installation von hochpräzisen Drucksensoren und Durchflussimpulsgebern erfasst. Die Überwachungsgeräte übernehmen die Datenerfassung, die Datenverarbeitung, die Datenanalyse und die drahtlose Übertragung der Daten. Tritt ein Leck in der Rohrleitung auf, gibt das System ein Alarmsignal aus, überträgt die Daten automatisch per Funk und berechnet automatisch den Standort der Leckstelle anhand der Positionierungsformel. Typische Leistungsindikatoren sind eine hohe Empfindlichkeit, die minimale Leckagemenge beträgt 1 % des Gesamtdurchflusses; ein Positionierungsfehler von weniger als 1 % der Gesamtlänge der gemessenen Rohrleitung; eine Leckerkennung auf einer Rohrleitungsentfernung von 0 - 50 km; und eine Alarmreaktionszeit von weniger als 150 Sekunden.
Die wissenschaftliche Veröffentlichung „State of the art in leak detection and localisation“ von G. Geiger, erschienen in 1st Pipeline Technology Conference, 25. April 2006, Hannover, gibt einen Überblick über Methodologien, Verfahren und Techniken zum Erkennen und Lokalisieren von Lecks. Behandelt werden: externe Leckerkennungssysteme, die lokale Lecksensoren verwenden, um einen Leckalarm zu erzeugen, darunter Systeme, die auf Schallemissionsdetektoren, faseroptischen Messkabeln, Dampfmesskabeln und Flüssigkeitsmesskabeln basieren; interne Leckerkennungssysteme, die normale Feldsensoren (z.B. Durchflussmesser) zur Erkennung und manchmal auch zur Lokalisierung von Lecks verwenden, darunter Bilanzierungssysteme (Linienbilanz, Volumenbilanz, kompensierte Massenbilanz usw.), Real Time Transient Model (RTTM), Druck- / Durchflussüberwachung und Leckerkennung anhand von statistischen Analysen. Es werden verschiedene Verfahren zur Lecklokalisierung (Gradientenschnittverfahren, Analyse der Wellenausbreitung usw.) vorgestellt. Ein Kapitel widmet sich erweiterter RTTM-Leckerkennung, die die Vorteile herkömmlicher RTTM-Leckerkennung und statistischer Systeme kombiniert, zusammen mit der Demonstration der Anwendbarkeit anhand von zwei Beispielen: einer Pipeline mit mehreren gestapelten Flüssigkeiten, und einer Gaspipeline.
Die wissenschaftliche Veröffentlichung „Maßnahmen zur Pipeline-Sicherheit und -Überwachung“ von H. Horlacher und J. Giesecke, erschienen in Wasserwirtschaft, Bd. 100, 2015, H. 7-8, S. 47-52, ISSN 0043-0978, gibt eine theoretische Einführung zu Strömungsvorgängen bei einem Leck; schildert eine Reihe von Messverfahren zur Überwachung der Leitungsdichtheit von Mineralölfernleitungen: Mengenvergleichsverfahren, Druckabfallüberwachung, Durchflussänderungsverfahren mit und ohne Korrelationstechnik, Druckwellenverfahren, Ruhedrucküberwachung nach dem Druck-Temperatur-Verfahren, und Druckdifferenzverfahren; und gibt eine Übersicht zur Leckageerkennung allgemein und bei instationären Betriebszuständen.
Die wissenschaftliche Veröffentlichung „Model-based pipeline leak detection and localization“ von R. Tetzner, erschienen in 3R International, Bd. 42, 2003, H. 7, S. 455-460, ISSN 2191-9798, gibt eine Einführung zu einem modellbasierten Lecküberwachungsverfahren, bei dem das statische und dynamische Verhalten von Rohrleitungen online und in Echtzeit von einem Computer berechnet werden kann. Dieses Verfahren erlaubt die weitere Verwendung von Standardmesssystemen (Durchfluss, Druck, Temperatur und ggf. Abdichtung), stößt aber auch in neue Bereiche vor, was Anwendungen und Genauigkeit betrifft. Es werden die Grundlagen und die Anwendung des modellbasierten Systems GALILEO von Krohne zur Detektion und Lokalisierung von Lecks beschrieben. Ein Teil ist Anwendungen gewidmet, in denen die Möglichkeiten des allgemeinen Einsatzes in der Industrie untersucht werden.
Die WO 2007 / 128 657 A1 offenbart ein Verfahren zur Leckerkennung an einer Rohrleitung zum Transport von Flüssigkeiten, wobei an zumindest zwei in Längsrichtung der Rohrleitung voneinander beabstandeten Referenzpositionen Druckmessungen vorgenommen werden, um Druckfälle an den Referenzpositionen zu bestimmen, aus denen die Bildung eines Lecks in der Rohrleitung zwischen den Referenzpositionen unter Berücksichtigung einer Druckwellenausbreitung bestimmt wird, wobei die Druckmessungen an den Referenzpositionen in zeitlich synchronisierten Zyklen durchgeführt werden.
Die WO 2003 / 046 503 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung von Lecks beim Betrieb von Rohrleitungen bzw. Pipelines, das darauf basiert, dass es bei einem rasch entstehenden Leck an der Leckstelle zu einem ausgeprägten Druckabfall kommt, welcher sich mit Schallgeschwindigkeit sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der Leckstelle ausbreitet und in den Druckmessstellen entlang der Pipeline registriert wird. Durch die Anwendung von vier Algorithmen zur logischen Verknüpfung (Kopplung) von registrierten Druckfällen in benachbarten Druckmessstationen wird erkannt, ob der in einer Station registrierte Druckfall durch ein Leck in der Station selbst oder durch ein Leck in den beiden Leitungsabschnitten zu den Nachbarstationen verursacht wurde oder durch betrieblich bedingte Druckänderungen ausgelöst wurde. Damit können betriebsbedingte Druckabfälle entlang der gesamten Rohrleitung erkannt und ausgefiltert werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Angesichts verschiedener Faktoren wie Kosten und Genauigkeit besteht eine der praxistauglichen Lösungen darin, die Leckage-Informationen von Pipelines mittels einer negativen Druckwelle zu ermitteln.
Beim Fluidtransport übt das transportierte Fluid einen Druck auf die Rohrwände aus. Indem eine Anzahl von Drucksensoren entlang der Pipelines angeordnet werden, können die Drucksignale des Fluids detektiert werden. Generell können die Drucksensoren an zwei Enden eines Rohrabschnitts angeordnet werden. Wenn an einer Stelle des Rohrabschnitts ein Leck auftritt, kommt es zu einem Austritt von Fluid an der Öffnung und damit zu einer Druckabsenkung in der Pipeline. Die Druckabsenkung breitet sich wellenförmig in den Pipelines aus und wird von den an den Enden angeordneten Drucksensoren erfasst. Somit erfassen die Drucksensoren ein durch das Leck hervorgerufenes Absinken des Drucksignals, das auch als negative Druckwellen bezeichnet wird. Die negativen Druckwellen erlauben Rückschlüsse auf Pipeline-Leckagen. Nach dem Stand der Technik ist die Analyse der negativen Druckwellen jedoch nicht ausreichend und sind die so gewonnenen Leckage-Informationen nicht vollständig. Die gewonnenen Informationen enthalten lediglich ungefähre Angaben zu Zeitpunkt und Ort des Lecks und keine weiteren Informationen wie Leckagerate oder -volumen. Somit ist eine weitere Verbesserung und Ergänzung der Informationen erforderlich.
Angesichts der Fragestellungen, die sich aus dem Stand der Technik ergeben, schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in Pipelines vor und behebt damit mindestens einen Nachteil des Stands der Technik.
Gemäß einem Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in Transport-Pipelines bereit, aufweisend: Empfangen der Negativ-Druckwellensignale, die von mindestens zwei in den Pipelines angeordneten Drucksensoren detektiert werden; Ermitteln des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß den Negativ-Druckwellensignalen; Ermitteln der Leckagerate während eines Leckagezeitraums auf der Grundlage des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß einem Leckagemodell; und Ermitteln des Leckagevolumens des Fluids in den Pipelines auf der Grundlage der Leckagerate.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in Transport-Pipelines bereit, aufweisend: eine Signalempfangseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Negativ-Druckwellensignale empfängt, die von mindestens zwei in den Pipelines angeordneten Drucksensoren detektiert werden; eine Druckermittlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Drucksignal am Leckage-Ort gemäß den Negativ-Druckwellensignalen ermittelt; eine Ratenermittlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einem Leckagemodell die Leckagerate während eines Leckagezeitraums auf der Grundlage des Drucksignals am Leckage-Ort ermittelt; und eine Volumenermittlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Leckagevolumen des Fluids in den Pipelines auf der Grundlage der Leckagerate ermittelt.
Anhand des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung lassen sich auf wirksame Art und Weise ausführlichere Leckage-Informationen zu den Pipelines gewinnen, wodurch das Leckageprofil der Pipelines erhalten und Kosten gesenkt werden.
Figurenliste

1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Ermitteln eines Leckagevolumens zeigt.
2A zeigt beispielhaft Negativ-Druckwellensignale eines Drucksensors;
2B zeigt beispielhaft die gefilterten Negativ-Druckwellensignale;
3 zeigt die Teilschritte von Schritt 12;
4 zeigt beispielhaft eine Ansicht der Drucksensoren und des Leckage-Orts in einer typischen Situation;
5 zeigt beispielhaft Drucksignale, die empfangen werden;
6A zeigt beispielhaft Drucksignale, die empfangen werden;
6B zeigt die Flankensignale, die den in 6A gezeigten Drucksignalen entsprechen;
6C zeigt schematisch die benannten Merkmalzeitpunkte und die unterteilten Zeitabschnitte;
7 zeigt die Teilschritte von Schritt 14;
8A zeigt beispielhaft die durchschnittliche Druckintensität in mehreren Zeitabschnitten;
8B zeigt beispielhaft eine Abfragetabelle;
9 zeigt ein Blockschaubild einer Vorrichtung zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in einer Transport-Pipeline; und
10 zeigt ein Blockschaubild eines beispielhaften Datenverarbeitungssystems.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Der Fachmann weiß, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt ausgeführt werden können. Demgemäß können Aspekte der Erfindung in Gestalt einer vollständig in Hardware realisierten Ausführungsform, einer vollständig in Software realisierten Ausführungsform (z.B. Firmware, residente Software, Mikrocode usw.) oder in Gestalt einer Ausführungsform vorliegen, die Software- und Hardware-Aspekte miteinander vereint, welche zusammenfassend als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können. Zudem können Aspekte der Erfindung in Gestalt eines Computerprogrammprodukts vorliegen, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medien ausgeführt ist, auf denen computernutzbarer Programmcode enthalten ist.
Dabei kann jede Kombination aus einem oder mehreren computerlesbaren Medien genutzt werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Das computerlesbare Speichermedium kann z.B. ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem bzw. eine entsprechende Vorrichtung, eine Einheit oder aber jede Kombination derselben sein, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Konkretere Beispiele des computerlesbaren Speichermediums würden Folgendes aufweisen (wobei dies eine nicht vollständige Liste darstellt): eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Leitern, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM- oder Flash-Speicher), einen Lichtwellenleiter, eine tragbare CD-ROM, eine optische Speichereinheit, eine magnetische Speichereinheit oder jede geeignete Kombination derselben. In Verbindung mit diesem Dokument kann ein computerlesbares Speichermedium jedes physische Medium sein, welches das Programm enthalten oder speichern kann, das von oder im Zusammenhang mit dem der Befehlsausführung dienenden System, einer Vorrichtung oder Einheit verwendet wird.
Ein computerlesbares Signalmedium kann ein weitergeleitetes Datensignal mit darin enthaltenem computerlesbarem Programmcode enthalten, entweder in einem Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein derartiges weitergeleitetes Signal kann jede geeignete Form annehmen, darunter, ohne auf diese beschränkt zu sein, ein elektromagnetisches Signal, ein optisches Signal oder auch jede geeignete Kombination derselben. Ein computerlesbares Signalmedium kann jedes computerlesbare Medium sein, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das Programm übermitteln, weiterleiten oder übertragen kann, welches für die Nutzung durch oder in Verbindung mit dem/der der Befehlsausführung dienenden System, Vorrichtung oder Einheit vorgesehen ist.
Auf einem computerlesbaren Medium enthaltener Programmcode kann unter Verwendung eines jeden geeigneten Mediums übertragen werden, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, drahtlose, drahtgebundene, Lichtwellenleiterkabel-, Funk- und andere Medien oder eine beliebige Kombination derselben.
Computerprogrammcode zum Ausführen von Arbeitsschritten der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sein, darunter eine objektorientierte Programmiersprache wie Java, Smalltalk, C++ oder ähnliche sowie herkömmliche prozedurale Programmiersprachen wie die Programmiersprache „C“ oder ähnliche Programmiersprachen. Der Programmcode kann vollständig auf einem Benutzercomputer, teilweise auf einem Benutzercomputer, als eigenständiges Software-Paket, teilweise auf dem Benutzercomputer und teilweise auf einem entfernt angeordneten Computer oder aber vollständig auf dem entfernt angeordneten Computer oder Server ausgeführt werden. Im letztgenannten Fall kann der entfernt angeordnete Computer über jede Art von Netzwerk, z.B. ein Nahbereichsnetz (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN), mit dem Computer des Benutzers verbunden sein, oder die Verbindung kann mit einem externen Computer (z.B. über das Internet unter Verwendung eines Internet-Dienstanbieters) hergestellt werden.
Im Folgenden werden Aspekte der Erfindung unter Bezugnahme auf Darstellungen von Ablaufplänen und/oder Blockschaubilder von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß der Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dabei ist zu beachten, dass jeder Block des Ablaufplans und/oder Blockschaubilds sowie Kombinationen von Blöcken in dem Ablaufplan und/oder Blockschaubild durch Computerprogrammbefehle realisiert werden kann/können. Diese Computerprogrammbefehle können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderweitigen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, um eine Maschine zu erzeugen, so dass die Befehle, die auf dem Computer oder der anderweitigen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, ein Mittel erzeugen, mit dem die Funktionen/Handlungen realisiert werden können, die in dem Block bzw. den Blöcken des Ablaufplans und/oder Blockschaubilds angegeben sind.
Diese Computerprogrammbefehle können auch auf einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das einen Computer oder eine anderweitige programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anweisen kann, auf eine bestimmte Art und Weise zu funktionieren, so dass die auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Befehle einen Gegenstand hervorbringen, der Befehle aufweist, mit denen die in dem Block bzw. den Blöcken des Ablaufplans und/oder des Blockschaubilds angegebenen Funktionen/Handlungen realisiert werden.
Die Computerprogrammbefehle können zudem in einen Computer oder eine anderweitige programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung geladen werden, um eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer oder der anderweitigen programmierbaren Datenvorrichtung auszuführen, um einen computerrealisierten Prozess zu erzeugen, so dass die Befehle, die auf dem Computer oder der anderweitigen Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, einen Prozess bereitstellen, mit dem die in dem Block bzw. den Blöcken des Ablaufplans und/oder des Blockschaubilds angegebenen Funktionen/Handlungen realisiert werden.
Als Nächstes werden die Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Dabei sollte klar sein, dass die Beschreibung der folgenden ausführlichen Beispiele lediglich zur Erläuterung der beispielhaften Realisierungsarten dient und nicht eine Beschränkung des inhaltlichen Umfangs der Erfindung darstellt.
Anhand der von Drucksensoren detektierten negativen Druckwellen lassen sich Leckage-Informationen von Pipelines ermitteln. Erfindungsgemäß wird der Leckage-Ort ermittelt, optional auch Leckagezeitpunkt, Leckagerate, Leckagevolumen usw. 1 ist ein Ablaufplan, der das Verfahren zum Ermitteln des Fluid-Leckagevolumens in Pipelines gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Wie 1 zeigt, weist das Verfahren gemäß der Ausführungsform auf: in Schritt 10 Empfangen der Negativ-Druckwellensignale, die von mindestens zwei in den Pipelines angeordneten Drucksensoren detektiert werden; in Schritt 12 Ermitteln des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß den Negativ-Druckwellensignalen; in Schritt 14 Ermitteln der Leckagerate während eines Leckagezeitraums auf der Grundlage des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß einem Leckagemodell; und in Schritt 16 Ermitteln des Leckagevolumens des Fluids in den Pipelines auf der Grundlage der Leckagerate und des Leckagezeitraums.
Insbesondere werden zunächst in Schritt 10 die von Drucksensoren detektierten Negativ-Druckwellensignale empfangen Wie im Abschnitt „BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK“ erläutert, ist eine Vielzahl von Drucksensoren nacheinander in den Pipelines angeordnet, um den Druck des transportierten Fluids zu überwachen. In einem Fall sind mehrere Drucksensoren in regelmäßigen Abständen entlang der Pipelines angeordnet. In allgemeinen Fällen sind für jeden vollständigen Abschnitt einer geraden Pipeline mindestens an beiden Enden des Abschnitts Drucksensoren angeordnet. Insbesondere können die Drucksensoren an den Ventilen des Ein- und Auslasses der geraden Pipeline angeordnet sein, um so den Druck des transportierten Fluids zu detektieren.
Um die Leckage-Informationen wie beispielsweise den Leckage-Ort, den Leckagezeitraum usw. zu ermitteln, werden mindestens die Negativ-Druckwellensignale von zwei Drucksensoren benötigt. Bei einer Ausführungsform befinden sich die beiden Drucksensoren stromaufwärts bzw. stromabwärts vom Leckage-Ort. Bei einem besonderen Beispiel sind die beiden Drucksensoren diejenigen Sensoren, die sich unmittelbar stromaufwärts bzw. stromabwärts vom Leckage-Ort befinden. Dabei dürfte jedoch klar sein, dass der Leckage-Ort so lange unbekannt ist, bis er mit Hilfe der Negativ-Druckwellensignale ermittelt wird. Wenn sich der durch das Leck verursachte plötzliche Druckabfall entlang der Pipelines ausbreitet, können aus der Reihenfolge und dem Zeitpunkt des Auftretens der negativen Druckwellen in den Drucksignalen, die von verschiedenen Drucksensoren detektiert werden, die beiden Sensoren mit dem geringsten Abstand zum Leckage-Ort ermittelt werden.
Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die oben beschriebene Auswahl der Drucksensoren nicht als Beschränkung zu verstehen ist. Abhängig von der gewünschten Berechnungsgenauigkeit kann ein Fachmann demgemäß mehr Sensorsignale auswählen, um die Berechnungsgenauigkeit zu verbessern oder die Berechnungsergebnisse zu überprüfen. Entsprechend der tatsächlichen Anordnung von Sensoren kann ein Fachmann alternativ hierzu anstelle des Sensorsignals mit dem geringsten Abstand zum Leckage-Ort auch ein oder zwei Sensorsignale auswählen, die besser zugänglich sind. Die oben beschriebene Sensorauswahl sowie die Auswahl von Sensoren, die ein Fachmann vornimmt, nachdem er die Offenbarung der Patentschrift gelesen hat, sind im inhaltlichen Umfang der Erfindung enthalten.
Ausgehend davon, dass mindestens zwei Drucksensoren wie oben beschrieben ermittelt werden, können die dadurch detektierten Negativ-Druckwellensignale empfangen werden. 2A zeigt beispielhaft Negativ-Druckwellensignale eines Drucksensors. Wie in der Figur gezeigt, bleiben die Drucksignale während einer bestimmten Dauer auf einem vergleichsweise hohen Niveau und fallen dann zu einem bestimmten Zeitpunkt abrupt ab, was das Auftreten eines Lecks anzeigt.
Bei einer Ausführungsform weist der Schritt des Empfangens von Negativ-Druckwellensignalen des Weiteren das Filtern der gelesenen Signale auf. Insbesondere können die gelesenen Negativ-Druckwellensignale durch einen Tiefpassfilter verarbeitet werden, wodurch das Hochfrequenzrauschen entfernt wird und sehr viel reinere Signale erhalten werden. 2B zeigt beispielhaft die gefilterten Negativ-Druckwellensignale. Die in 2A gezeigten Signale werden dabei durch einen Tiefpassfilter verarbeitet, wodurch die Negativ-Druckwellensignale ohne Hochfrequenzrauschen empfangen werden, wie in 2B gezeigt wird.
Ausgehend davon, dass die Negativ-Druckwellensignale von mindestens zwei Drucksensoren empfangen werden, führt das Verfahren gemäß der Ausführungsform Schritt 12 durch und ermittelt dabei gemäß den empfangenen Negativ-Druckwellensignalen das Drucksignal am Leckage-Ort. 3 zeigt die erfindungsgemäßen Teilschritte von Schritt 12. Um das Drucksignal am Leckage-Ort zu ermitteln, ermittelt sie insbesondere, wie in 3 gezeigt, in Schritt 121 den Leckage-Ort auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale der mindestens zwei Drucksensoren; danach ermittelt sie in Schritt 123 das Drucksignal am Leckage-Ort gemäß den empfangenen Negativ-Druckwellensignale und dem ermittelten Leckage-Ort. Als Nächstes werden die oben Schritte in Zusammenhang mit einem typischen Fall beschrieben, wie er in 4 gezeigt wird.
4 zeigt beispielhaft eine Ansicht der Drucksensoren und des Leckage-Orts in einer typischen Situation. Im Szenario aus 4 sind an beiden Enden einer geraden Pipeline mit der Länge L die Drucksensoren A bzw. B angeordnet, die Drucksignale detektieren, welche als PA (t) bzw. PB (t) bezeichnet werden. Zu einem Zeitpunkt t0 an einer Stelle P mit einer Entfernung LA bzw. LB zwischen P und den Drucksensoren A und B soll ein Leck auftreten. Die durch das Leck bei P verursachte Druckänderung breitet sich mit der Geschwindigkeit V in zwei entgegengesetzten Richtungen aus und erreicht die beiden Drucksensoren A und B zum Zeitpunkt tA bzw. tB. Wenn zudem das Fluid in der Pipeline mit einer Geschwindigkeit v vom Ende A zum Ende B strömt, ergibt sich die folgende Formel: $\begin{array}{l} L_{A} = (t_{A} - t_{0}) (V - v) \\ L_{B} = (t_{B} - t_{0}) (V + v) \end{array}$
Die folgende Formel lässt sich erhalten, wenn aus den beiden obigen Formeln t0 eliminiert wird: $t_{A} - \frac{L_{A}}{(V - v)} = t_{B} - \frac{L_{B}}{(V + v)}$
Wird die Beziehung L_A + L_B = L berücksichtigt, ergibt sich die folgende Formel: $\begin{array}{l} L_{A} = (V - v) \frac{(V + v) (t_{A} - t_{B}) + L}{2 V} \\ L_{B} = (V + v) \frac{L - (t_{A} - t_{B}) (V - v)}{2 V} \end{array}$
In den obigen Formeln sind LA und LB von den Variablen tA, tB, V und v abhängig, wobei sich tA und tB erhalten lassen, indem die Zeitpunkte ausgelesen werden, zu denen in den Drucksignalen PA (t) und PB (t) der Drucksensoren A und B der Druck plötzlich abfällt, wobei V von Materialien und Umgebungstemperatur der Pipeline abhängig ist, v von Eigenschaften des Fluids und der ausgeübten Druckintensität abhängig ist und sowohl V als auch v durch Messen oder Analysieren historischer Daten erhalten werden können. Die Entfernungen von der Leckagestelle P zu den Sensoren A und B, d.h. LA und LB, können somit anhand der obigen Formeln bestimmt werden.
Auf der Grundlage des erhaltenen Leckage-Ort-Parameters kann in Schritt 123 das Drucksignal an der Leckagestelle P berechnet werden. Insbesondere kann davon ausgegangen werden, dass sich der Fluiddruck entlang der Pipeline linear ändert, d.h. die Druckdifferenz zwischen zwei Stellen ist proportional zur Entfernung zwischen diesen Stellen, woraus sich für das Drucksignal P (t) an der Leckagestelle P ergibt: $P (t) = \frac{L_{A} * P_{B} (t) + L_{B} * P_{A} (t)}{L}$
Das Drucksignal P (t) an der Leckagestelle P lässt sich erhalten, indem die Werte von LA und LB aus Formel (3) in Formel (4) eingesetzt und mit den von den Sensoren empfangenen Drucksignalen PA (t) und PB (t) kombiniert werden.
Bei der obigen Ausführungsform wird ein Prozess zum Ermitteln des Drucksignals an einer Leckagestelle gemäß einem bestimmten Modell dargestellt; dabei dürfte jedoch klar sein, dass eine derartige Ausführungsform nicht als Beschränkung gedacht ist. Ein Fachmann kann das obige Modell anpassen oder andere Modelle und Hypothesen verwenden, um das Drucksignal P (t) zu ermitteln. Da v<< V im Allgemeinen wahr ist, kann ein Fachmann beim Ermitteln des Leckage-Orts die v zugehörigen Elemente außer Acht lassen und somit die Leckagestelle einfacher abschätzen; alternativ kann er die Formel (3) weiter anpassen, indem er andere Variablen in Betracht zieht, die der Ausbreitung von negativen Druckwellen zugehörig sind. Beim Ermitteln des Drucksignals P (t) auf der Grundlage des Leckage-Orts kann ein Fachmann das lineare Modell des Weiteren anpassen, indem er die Verteilung der Druckwellen entlang der Pipeline berücksichtigt, und somit die Drucksignale präziser berechnen.
Auf der Grundlage des Empfangens des Drucksignals P (t) an der Leckagestelle kann das Drucksignal weiter analysiert werden, um zusätzliche Leckage-Informationen zu ermitteln, wie in den Schritten 14 und 16 von 1 gezeigt wird.
5 zeigt beispielhaft Drucksignale, die gemäß einer Ausführungsform empfangen werden. Bei einer Ausführungsform werden die Fluid-Leckagerate und das Fluid-Leckagevolumen für das Drucksignal P (t) aus 5 ermittelt, indem ein einfaches proportionales Leckagemodell verwendet wird. Insbesondere kann in einem Beispiel bei einem proportionalen Leckagemodell in Schritt 14 grob beziffert werden, dass die Fluid-Leckagerate nach Auftreten des Lecks proportional zu der stabilen Druckintensität P ist, d.h., dass I = λP, wobei P die stabile Druckintensität vor Auftreten des Lecks und λ ein Proportionalitätsfaktor ist, der von den Eigenschaften des Fluids abhängig ist und aus historischen Daten empirisch erhalten werden kann. Danach kann in Schritt 16 das Leckagevolumen als das Produkt aus der obigen Leckagerate I und dem Leckagezeitraum grob abgeschätzt werden: $M = I (t - t_{0}) = λ P (t - t_{0})$
Anhand der obigen Formel kann der Schätzwert für das Fluid-Leckagevolumen M in Pipelines erhalten werden.
In einem anderen Beispiel werden die Leckagerate und das Leckagevolumen anhand eines angepassten proportionalen Modells geschätzt. Insbesondere kann bei dem angepassten proportionalen Modell in Schritt 14 davon ausgegangen werden, dass die Fluid-Leckagerate i zu jedem Zeitpunkt proportional zu der Druckintensität P (t) ist, d.h. I = λP(t), wobei λ ebenfalls ein Proportionalitätsfaktor, P (t) jedoch die Druckintensität zum Zeitpunkt t während des Leckagevorgangs ist. Somit ist die Leckagerate keine Konstante, sondern eine Variable, die sich im zeitlichen Verlauf ändert. Das Leckagevolumen kann daher in Schritt 16 als das Integral von Leckagerate und -zeitraum veranschlagt werden: $M = \int_{t_{0}}^{t} λ P (t) d t$
Mit der obigen Formel wird das Fluid-Leckagevolumen M in Pipelines anhand des angepassten proportionalen Modells ermittelt.
Allerdings kann der tatsächliche Leckagevorgang sehr viel komplexer sein. Während des Leckagevorgangs breiten sich die negativen Druckwellen entlang der Pipeline aus, werden am Ende der Pipeline zurückgeworfen und überlagern sich mit den ursprünglichen Wellen, so dass die detektierten Negativ-Druckwellensignale und damit das Drucksignal P (t) an einem Leckage-Ort, der auf dieser Grundlage ermittelt wird, wiederholt schwanken. Weiterhin dauert es in der Regel mehrere Stunden nach Auftreten des Lecks, die Leckagestelle zu reparieren. Während eines derart langen Zeitraums kann das Drucksignal P (t) mitunter aufgrund verschiedener äußerer Faktoren instabil sein, darunter geologische, menschenbedingte und andere Faktoren. Andererseits sind in zahlreichen Transport-Pipelines automatische Druckeinheiten angeordnet. Sobald festgestellt wird, dass der Fluiddruck nicht ausreichend hoch ist, wird eine automatische Pumpe ausgelöst, um das Fluid unter Druck zu setzen und so seinen Transport sicherzustellen. Wenn der durch ein Leck verursachte plötzliche Druckabfall in diesem Fall die oben erwähnte automatische Pumpe auslöst, bewirkt die Druckbeaufschlagung der automatischen Pumpe wiederum komplexere Beeinflussungen und Änderungen des Drucksignals P (t) an einem Leckage-Ort. 6A zeigt beispielhaft Drucksignale, die gemäß einer Ausführungsform erhalten werden. Gegenüber 5 wird deutlich, dass das in 6 gezeigte Drucksignal P (t) wiederholte Schwankungen und komplexere Änderungen aufweist. Daher können in den Schritten 14 und 16 weiterentwickelte Leckagemodelle verwendet werden, um Leckage-Informationen zu erhalten.
7 zeigt erfindungsgemäße Teilschritte von Schritt 14. In 7 wird Schritt 14 zum Ermitteln der Leckagerate während eines Leckagezeitraums durch die folgenden Teilschritte durchgeführt: in Schritt 141 zunächst Erhalten der Flankeninformationen des Drucksignals P (t) an einem Leckage-Ort im zeitlichen Verlauf; danach in Schritt 143 Unterteilen des Leckagezeitraums in eine Vielzahl von Zeitabschnitten gemäß den Flankeninformationen; und in Schritt 145 Ermitteln der Leckagerate in jedem Zeitabschnitt gemäß dem Leckagemodell.
Insbesondere wird für das in 6A gezeigte Drucksignal P (t) in Schritt 141 die Änderungsrate des Drucksignals im zeitlichen Verlauf (d.h. die Flankeninformationen) berechnet. 6B zeigt die auf diese Weise erhaltenen Flankensignale, die den in 6A gezeigten Drucksignalen entsprechen.
Auf der Grundlage der erhaltenen Flankensignale können die typischen Zeitpunkte benannt werden, an denen plötzliche Druckänderungen auftreten. Bei einem Beispiel vergleicht die Ausführungsform in Schritt 143 die Flankensignale mit einem vordefinierten Schwellenwert, sucht die Flankenpunkte, an denen die absoluten Werte der Flanke größer als oder gleich dem vordefinierten Schwellenwert sind, und ermittelt die diesen Flankenpunkten entsprechenden Zeitpunkte. Die auf diese Weise erhaltenen Zeitpunkte entsprechen den typischen Zeitpunkten, an denen plötzliche Druckänderungen auftreten. Anhand dieser typischen Zeitpunkte lässt sich der Leckagezeitraum in eine Vielzahl von Zeitabschnitten unterteilen.
6C zeigt schematisch die benannten typischen Zeitpunkte und die unterteilten Zeitabschnitte. Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann auf der Grundlage der Flankeninformationen aus 6B eine Reihe von typischen Zeitpunkten t0, t1, t2 ... ermittelt werden; diese Zeitpunkte bilden demgemäß eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten S0, S1, S2, S3, wobei Si = [ti-1, ti], S0 = [t0 - δ, t0] und δ ein vorbestimmter Wert sein kann. Indem der Leckagezeitraum in eine Vielzahl von Zeitabschnitten unterteilt wird, wird offensichtlich, dass der Druck innerhalb eines jeden Zeitabschnitts vergleichsweise stabil bleibt. Somit können Leckagerate und -volumen innerhalb eines jeden Zeitabschnitts genauer bestimmt werden.
Somit wird in Schritt 145 gemäß dem Leckagemodell die Leckagerate des stabilen Fluids innerhalb eines jeden Zeitabschnitts ermittelt. Für das stabile Fluid gibt es viele Leckagemodelle, mit denen sich Leckagerate und -volumen abschätzen lassen. Dabei sind Präzision und Komplexität einer Bewertung für verschiedene Modelle unterschiedlich. Im Folgenden wird eine ausführliche Vorgehensweise zum Abschätzen einer Leckagerate bei verschiedenen Modellen beispielhaft dargestellt.
Bei einem Leckagemodell wird davon ausgegangen, dass die Leckagerate mit dem Druckintensitätsverhältnis innerhalb eines Zeitabschnitts in Zusammenhang steht. Insbesondere soll P0 die durchschnittliche Druckintensität vor dem Auftreten des Lecks sein, P1 soll die durchschnittliche stabile Druckintensität innerhalb des ersten Zeitabschnitts nach dem Auftreten des Lecks sein und Pi soll die durchschnittliche stabile Druckintensität innerhalb des i-ten Zeitabschnitts sein. Aufgrund des durch das Leck verursachten plötzlichen Druckabfalls ist P0 > P1. Nach Auftreten des Lecks kann jedoch aufgrund der automatischen Druckbeaufschlagung oder anderer Faktoren die Druckintensität gegenüber P1 ansteigen, d.h. die Druckintensität innerhalb des i-ten Zeitabschnitts (i > 1) kann größer als P1 sein. 8A zeigt beispielhaft die durchschnittliche Druckintensität in mehreren Zeitabschnitten. In dem Modell des Druckintensitätsverhältnisses kann berücksichtigt werden, dass die Leckagerate im ersten Zeitabschnitt folgendermaßen lautet: $f l o w 1 = m a x {P 0 / P 1 - 1,0} * f l o w$
wobei „flow“ eine Variable ist, die Eigenschaften des Fluids zugehörig ist und sich empirisch aus historischen Daten erhalten lässt. Im darauffolgenden i-ten Zeitabschnitt wird die Leckagerate folgendermaßen ausgedrückt: $f l o w i = f l o w 1 * P i / P 1$
Mit den obigen Formeln (7a) und (7b) kann die Leckagerate in jedem Zeitabschnitt ermittelt werden.
Das obige Modell lässt sich anpassen, indem des Weiteren zusätzliche Variablen berücksichtigt werden, um so einen präziseren Schätzwert der Leckagerate zu erhalten. Insbesondere kann eine Fluidfunktion f (T, flow_type) eingeführt werden, die der Temperatur T und dem Fluidtyp zugehörig ist. Auf dieser Grundlage lässt sich die Fluid-Leckagerate im i-ten Zeitabschnitt folgendermaßen ausdrücken: $f l o w i = f (T, flow_type) * m a x {P0 / P1 - 1,0} * {(P i)}^{β}$
wobei β durch historische Daten bestimmt wird. Auf diese Weise kann die Leckagerate innerhalb eines jeden Zeitabschnitts erhalten werden.
Bei einem anderen Leckagemodell wird durch eine Analyse historischer Daten eine Abfragetabelle erhalten, die Hinweise auf das Fluid-Leckagemuster bei verschiedenen Drücken gibt. Beim Abschätzen der Fluid-Leckagerate lassen sich durch Bezugnahme auf die Abfragetabelle verschiedene Parameter ermitteln, die der Leckagerate zugehörig sind. 8B zeigt beispielhaft eine Abfragetabelle gemäß einer Ausführungsform. Bei der Ausführungsform aus 8B wird die Leckagerate innerhalb des ersten Zeitabschnitts als (9a) ausgedrückt, während die Leckagerate innerhalb des darauffolgenden i-ten Zeitabschnitts als (9b) ausgedrückt wird: $f l o w 1 = a * f l o w$
$f l o w i = f l o w 1 * b$
wobei die Proportionalitätsfaktoren a und b anhand der Abfragetabelle aus 8B bestimmt werden. Beim Ermitteln des Proportionalitätsfaktors a wird insbesondere das Verhältnis der stabilen Druckintensität P1 in dem ersten Zeitabschnitt gegenüber der stabilen Druckintensität P0 vor Auftreten des Lecks betrachtet, und der Wert von a wird auf der Grundlage der Wertespanne ermittelt, in der das obige Verhältnis liegt. Beim Ermitteln des Proportionalitätsfaktors b wird die Wertespanne des Verhältnisses der stabilen Druckintensität Pi im i-ten Zeitabschnitt zu P1 betrachtet, um den Wert von b zu erhalten. Auf der Grundlage der ermittelten Proportionalitätsfaktoren a und b kann die Leckagerate in jedem Zeitabschnitt ermittelt werden.
Bezugnehmend auf die obigen Ausführungen werden die Bespiele für das Ermitteln von Leckageraten in verschiedenen Zeitabschnitten gemäß bestimmten Leckagemodellen für mehrere Ausführungsformen dargestellt; dabei dürfte jedoch klar sein, dass diese Beispiele nicht als Beschränkung zu verstehen sind. Ein Fachmann kann die obigen Leckagemodelle anpassen oder andere Leckagemodelle und Hypothesen verwenden, um die Leckagerate innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts zu ermitteln.
Auf der Grundlage des Ermittelns der Leckagerate in jedem Zeitabschnitt kann das Leckagevolumen während eines Zeitraums ermittelt werden, d.h. Schritt 16 aus 1 wird durchgeführt. Insbesondere ist, wenn der Zeitraum vom Zeitpunkt des Leckagebeginns t0 bis zum aktuellen Zeitpunkt t in n Zeitabschnitte unterteilt wird, wobei die Fluid-Leckagerate im i-ten Zeitabschnitt Si als flowi definiert ist, das ausgetretene Fluidvolumen von t0 bis zum aktuellen Zeitpunkt: $M = \sum_{i = 1}^{n} f l o w i * S_{i} = \sum_{i = 1}^{n} f l o w i * (t_{i} - t_{i - 1})$
In den oben beschriebenen Beispielen wird das Gesamt-Leckagevolumen erhalten, indem erfindungsgemäß der Leckagezeitraum in eine Vielzahl von Zeitabschnitten unterteilt wird, die Leckagerate in jedem Zeitabschnitt ermittelt wird und dann die Leckagevolumen in allen Zeitabschnitten addiert werden.
Offensichtlich kann das Verfahren gemäß den Ausführungsformen der Erfindung beim Ermitteln des Leckagevolumens zusätzlich viele Leckage-bezogene Informationen ermitteln, wie beispielsweise den Leckage-Ort, die Leckagezeitdauer (Abschnitt), das Drucksignal am Leckage-Ort, die Leckagerate usw. Diese Informationen können auch bei anderen Anwendungen zum weiteren Analysieren des Lecks verwendet werden.
In den Schritten 10 bis 16 aus 1 kommen viele Modelle zum Einsatz, unter anderem Modelle zum Auswählen von Drucksensoren, Modelle zum Ermitteln des Drucksignals am Leckage-Ort, Leckagemodelle zum Ermitteln der Leckagerate in einem bestimmten Zeitabschnitt und Ähnliches. Diese Modelle können von einem Fachmann auf der Grundlage seiner Erfahrungen und Erfordernissen ausgewählt und auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden. Alternativ können bei einer Ausführungsform die geeigneten Modelle von Benutzern ausgewählt bzw. bereitgestellt werden. Insbesondere weist in einem Beispiel das Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung des Weiteren den Schritt des Bereitstellens einer Modellbibliothek und den Schritt des Empfangens einer Modellauswahl auf, wobei es in dem Schritt des Bereitstellens einer Modellbibliothek verschiedene Modelle, die möglicherweise verwendet werden könnten, in einer Modellbibliothek zusammenführt, diese Benutzern über eine geeignete Schnittstelle bereitstellt und Benutzern die Modelloptionen bereitstellt; in dem Schritt des Empfangens einer Auswahl von Modellen empfängt es die von Benutzern über die Schnittstelle vorgenommene Auswahl von Modellen. Somit können die den Leckage-Informationen zugehörigen Variablen auf der Grundlage der Modelle bestimmt werden, die von Benutzern ausgewählt werden. In einem anderen Beispiel können die Modelle auch von Benutzern bereitgestellt bzw. definiert werden. In diesem Fall kann das Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung den Schritt des Empfangens einer Modelldefinition aufweisen, um die von Benutzern vorgenommene Definition von Modellen zu empfangen. Insbesondere kann in diesem Schritt eine Schnittstelle für die Benutzerinteraktion bereitgestellt werden, so dass Benutzer Leckagemodelle festlegen können, indem sie die Definition von Modellen über die Schnittstelle eingeben und z.B. eine konkrete Formel ähnlich Formel (8) eingeben. Auf diese Weise können von Benutzern festgelegte oder definierte Modelle zum Ermitteln der Leckage-Informationen verwendet werden. Dabei dürfte offensichtlich sein, dass die Arten der Modellermittlung in den obigen Beispielen kombiniert werden können, um flexiblere Realisierungsarten bereitzustellen. Gemäß einer Ausführungsform können somit unter verschiedenen zu verwendenden Modellen einige Modelle durch das System vorausgewählt, einige Modelle aus der Modellbibliothek durch Benutzer ausgewählt und andere Modelle direkt durch Benutzer definiert werden. Entsprechend weist die Ausführungsform wahlweise den Schritt des Bereitstellens einer Modellbibliothek, den Schritt des Empfangens einer Modellauswahl, den Schritt des Empfangens einer Modelldefinition usw. auf, wie dies oben beschrieben ist.
Mit dem Verfahren gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen können die gewünschten Leckage-Informationen wie erfindungsgemäß der Leckage-Ort, optional z.B. Leckagerate und Leckagevolumen anhand mehrerer Modelle auf Grundlage der Negativ-Drucksignale erhalten werden, die von den Drucksensoren in Pipelines detektiert werden. Diese Informationen unterstützen Wissenschaftler und Ingenieure dabei, schnell Erkenntnisse über das Leckageprofil zu erhalten und rechtzeitig geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um so die durch das Leck verursachten Kosten möglichst gering zu halten.
Auf der Grundlage desselben Erfindungsgedankens stellt die Erfindung des Weiteren eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in einer Pipeline bereit. 9 zeigt ein Blockschaubild einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in 9 gezeigt wird, weist die Vorrichtung 900 gemäß der Ausführungsform auf: eine Signalempfangseinheit 90, die so konfiguriert ist, dass sie die Negativ-Druckwellensignale empfängt, die von mindestens zwei in den Pipelines angeordneten Drucksensoren detektiert werden; eine Druckermittlungseinheit 92, die so konfiguriert ist, dass sie das Drucksignal am Leckage-Ort auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale ermittelt; eine Ratenermittlungseinheit 94, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einem Leckagemodell die Leckagerate während eines Leckagezeitraums auf der Grundlage des Drucksignals am Leckage-Ort ermittelt; und eine Volumenermittlungseinheit 96, die so konfiguriert ist, dass sie das Leckagevolumen des Fluids in der Pipeline auf der Grundlage der Leckagerate und des Leckagezeitraums ermittelt.
Insbesondere muss die Signalempfangseinheit 90, um die Leckage-Informationen zu ermitteln, mindestens die Negativ-Druckwellensignale von zwei Drucksensoren empfangen. Bei einer Ausführungsform befinden sich die beiden Drucksensoren stromaufwärts bzw. stromabwärts vom Leckage-Ort. Insbesondere sind die beiden Drucksensoren diejenigen Sensoren, die sich unmittelbar stromaufwärts bzw. stromabwärts vom Leckage-Ort befinden. Dabei dürfte jedoch offensichtlich sein, dass abhängig von der gewünschten Berechnungsgenauigkeit ein Fachmann entsprechend mehr Sensorsignale auswählen kann, um die Berechnungsgenauigkeit zu verbessern oder die Berechnungsergebnisse zu überprüfen; oder dass alternativ dazu abhängig von der tatsächlichen Anordnung von Sensoren ein Fachmann zwei oder mehr Sensorsignale auswählen kann, die besser zugänglich sind.
Bei einer Ausführungsform ist die Signalempfangseinheit 90 des Weiteren so konfiguriert, dass sie die gelesenen Negativ-Druckwellensignale z.B. durch einen Tiefpassfilter filtert, wodurch das Hochfrequenzrauschen entfernt wird und sehr viel reinere Signale erhalten werden.
Ausgehend davon, dass die Signalempfangseinheit 90 die Negativ-Druckwellensignale von mindestens zwei Drucksensoren empfangen hat, ermittelt die Druckermittlungseinheit 92 das Drucksignal am Leckage-Ort auf der Grundlage der empfangenen Negativ-Druckwellensignale. Insbesondere kann die Druckermittlungseinheit 92 die folgenden Teilmodule aufweisen: ein Ortsermittlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es den Leckage-Ort auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale der mindestens zwei Drucksensoren ermittelt; und ein Druckermittlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es das Drucksignal am Leckage-Ort gemäß den empfangenen Negativ-Druckwellensignalen und dem ermittelten Leckage-Ort ermittelt.
Bei einer Ausführungsform erhält das Ortsermittlungsmodul den Leckage-Ort durch eine Berechnung auf der Grundlage der Zeitpunkte tA und tB, wenn der plötzliche Druckabfall in den Sensordrucksignalen auftritt, der Ausbreitungsgeschwindigkeit V der negativen Druckwelle und der Fluid-Transportgeschwindigkeit v. Auf der Grundlage des auf diese Weise ermittelten Leckage-Orts ermittelt das Druckermittlungsmodul gemäß einem linearen Druckintensitätsmodell das Drucksignal P (t) am Leckage-Ort. Ein Fachmann kann das Modell anpassen oder andere Modelle und Hypothesen verwenden, um das Drucksignal P (t) zu ermitteln.
Auf der Grundlage dessen, dass das Drucksignal P (t) am Leckage-Ort empfangen wird, analysieren die Ratenermittlungseinheit 94 und die Volumenermittlungseinheit 96 das Signal und ermitteln auf diese Weise zusätzliche Leckage-Informationen.
In einem Beispiel ermittelt die Ratenermittlungseinheit 94 die Fluid-Leckagerate für das Drucksignal P (t), indem sie ein proportionales Leckagemodell verwendet; danach ermittelt die Volumenermittlungseinheit 96 das Fluid-Leckagevolumen während eines Zeitraums. In einem anderen Beispiel passen die Ratenermittlungseinheit 94 und die Volumenermittlungseinheit 96 das einfache proportionale Leckagemodell an, indem sie im Laufe der Zeit stattfindende Änderungen der Leckagerate sowie Änderungen der Druckintensität berücksichtigen, und verwenden das angepasste Modell, um die Leckagerate und das Leckagevolumen abzuschätzen.
Um komplexere Drucksignale zu analysieren, unterteilt die Ratenermittlungseinheit 94 bei einer Ausführungsform das Drucksignal auf der Grundlage von Zeitabschnitten und ermittelt die Leckagerate innerhalb eines jeden Zeitabschnitts. Insbesondere kann die Druckermittlungseinheit 94 die folgenden Teilmodule aufweisen: ein Flankenermittlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es die Flankeninformationen des Drucksignals P (t) an einem Leckage-Ort im zeitlichen Verlauf erhält; ein Zeitabschnitt-Unterteilungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es den Leckagezeitraum gemäß den Flankeninformationen in eine Vielzahl von Zeitabschnitten unterteilt; und ein Ratenermittlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es gemäß dem Leckagemodell die Leckagerate in jedem Zeitabschnitt ermittelt. Bei einem Leckagemodell geht das Ratenermittlungsmodul davon aus, dass die Leckagerate in einem Zeitabschnitt dem Druckintensitätsverhältnis zugehörig ist, und erhält auf diese Weise die Leckagerate in jedem Zeitabschnitt. Das obige Modell kann angepasst werden, indem des Weiteren zusätzliche Variablen berücksichtigt werden, z.B., indem eine Fluidfunktion f (T, flow_type) eingeführt wird, um so einen präziseren Schätzwert der Leckagerate zu erhalten. Bei einem anderen Leckagemodell wird eine Abfragetabelle verwendet, um Aufschluss über das Fluid-Leckagemuster bei verschiedenen Drücken zu erhalten. Beim Abschätzen der Fluid-Leckagerate ermittelt das Ratenermittlungsmodul durch Bezugnahme auf die Abfragetabelle verschiedene Parameter, die der Leckagerate zugehörig sind. Dabei sollte jedoch klar sein, dass die beschriebenen Leckagemodelle lediglich beispielhaften, nicht beschränkenden Charakter haben. Ein Fachmann kann die obigen Leckagemodelle anpassen oder andere Leckagemodelle und Hypothesen verwenden, um die Leckagerate innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts zu ermitteln.
Ausgehend davon, dass die Leckagerate in jedem Zeitabschnitt ermittelt wird, erhält erfindungsgemäß die Volumenermittlungseinheit 96 das Gesamt-Leckagevolumen während eines Zeitraums, indem sie die Leckagevolumen in allen Zeitabschnitten addiert.
Wie offensichtlich ist, verwenden die oben erwähnten Einheiten verschiedene Modelle, um die gewünschten Leckage-Informationen zu ermitteln. Diese Modelle können vorab in die Vorrichtung 900 geladen oder von Benutzern ausgewählt bzw. definiert werden. Hierfür weist die Vorrichtung 900 bei einer Ausführungsform des Weiteren eine Modellbibliothek-Bereitstellungseinheit und eine Modellauswahl-Empfangseinheit (nicht gezeigt) auf, wobei die Modellbibliothek-Bereitstellungseinheit so konfiguriert ist, dass sie Benutzern über eine geeignete Schnittstelle eine verschiedene Modelle aufweisende Modellbibliothek und Optionen von Modellen bereitstellt; und wobei die Modellauswahl-Empfangseinheit so konfiguriert ist, dass sie die Auswahl von Modellen empfängt, die Benutzer über die Schnittstelle vorgenommen haben. In einem anderen Beispiel kann die
Vorrichtung 900 eine (nicht gezeigte) Modelldefinition-Empfangseinheit aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie die von Benutzern vorgenommene Definition von Modellen empfängt. Dabei dürfte klar sein, dass die Vorrichtung 900 wahlweise einen Teil oder die Gesamtheit der Modellbibliothek-Bereitstellungseinheit, der Modellauswahl-Empfangseinheit und der Modelldefinition-Empfangseinheit aufweisen kann, wie sie oben beschrieben sind.
Der Realisierungsgrundsatz und die Realisierungsart der in 9 gezeigten Vorrichtung werden nicht im Einzelnen beschrieben, da sie denjenigen des Verfahrens aus 1 entsprechen. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung, wie sie oben beschrieben sind, können die Leckage-Informationen der Transport-Pipelines erhalten werden, um so Aufschluss über das Leckageprofil der Pipelines zu erhalten und damit Verluste zu reduzieren.
10 zeigt ein Blockschaubild eines beispielhaften Datenverarbeitungssystems 100, das so gestaltet ist, dass es Ausführungsformen der Erfindung realisiert. Wie gezeigt, kann das Computersystem 100 aufweisen: eine CPU (Zentraleinheit) 101, einen RAM (Direktzugriffsspeicher) 102, einen ROM (Festwertspeicher) 103, einen Systembus 104, eine Festplattensteuereinheit 105, eine Tastatursteuereinheit 106, eine Steuereinheit 107 für die serielle Schnittstelle, eine Steuereinheit 108 für die parallele Schnittstelle, eine Anzeigesteuereinheit 109, eine Festplatte 110, eine Tastatur 111, ein serielles Peripheriegerät 112, ein paralleles Peripheriegerät 113 und eine Anzeige 114. Von diesen Einheiten ist der Systembus 104 mit der CPU 101, dem RAM 102, dem ROM 103, der Festplattensteuereinheit 105, der Tastatursteuereinheit 106, der seriellen Steuereinheit 107, der parallelen Steuereinheit 108 und der Anzeigensteuereinheit 109 verbunden. Die Festplatte ist mit der Festplattensteuereinheit 105 verbunden, die Tastatur 111 ist mit der Tastatursteuereinheit 106 verbunden, das serielle Peripheriegerät 112 ist mit der Steuereinheit 107 für die serielle Schnittstelle verbunden, das parallele Peripheriegerät 113 ist mit der Steuereinheit 108 für die parallele Schnittstelle verbunden, und die Anzeige 114 ist mit der Anzeigesteuereinheit 109 verbunden. Dabei sollte klar sein, dass das in 10 gezeigte schematische Blockschaubild lediglich zur Veranschaulichung dient und nicht als eine Beschränkung des inhaltlichen Umfangs der Erfindung zu verstehen ist. Unter Umständen können bestimmte Einheiten je nach der tatsächlichen Gegebenheit hinzugefügt oder entfernt werden.
Die Ablaufpläne und Blockschaubilder in den beigefügten Figuren stellen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb möglicher Realisierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. So kann jeder Block in den Ablaufplänen oder Blockschaubildern ein Modul, Segment oder einen Code-Teil darstellen, der einen oder mehrere ausführbare Befehle aufweist, mit denen sich die angegebene(n) logische(n) Funktion(en) realisieren lässt/lassen. Zu beachten ist ferner, dass bei manchen alternativen Ausführungsformen die in dem Block erwähnten Funktionen in einer anderen Reihenfolge als der in den Figuren genannten auftreten können. So können zwei aufeinanderfolgend dargestellte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig stattfinden, oder die Blöcke können mitunter in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, wobei dies abhängig von der betreffenden Funktionalität ist. Ebenfalls erwähnenswert ist, dass jeder Block der Blockschaubilder und/oder der Ablaufplan-Darstellung sowie Kombinationen von Blöcken in den Blockschaubildern und/oder der Ablaufplan-Darstellung durch Spezialsysteme auf der Grundlage von Hardware, welche die angegebenen Funktionen oder Handlungen oder Kombinationen hiervon ausführen, oder durch Kombinationen von Spezial-Hardware- und Computerbefehlen realisiert werden kann/können.
Obwohl die betreffende Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit spezifischen Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Vor dem Hintergrund der Lehren der Patentbeschreibung können durch einen Fachmann verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Anpassungen vorgenommen werden, ohne vom gedanklichen Wesensgehalt und inhaltlichen Umfang der Erfindung abzuweichen. Dabei sollte klar sein, dass alle derartigen Änderungen, Ersetzungen und Anpassungen nach wie vor in den Schutzumfang der Erfindung fallen. Der inhaltliche Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in einer Transport-Pipeline, aufweisend: Empfangen von Negativ-Druckwellensignalen, die von mindestens zwei in der Pipeline angeordneten Drucksensoren detektiert werden; Ermitteln eines Drucksignals an einem Leckage-Ort auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale; wobei das Ermitteln des Leckage-Orts auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale der mindestens zwei Drucksensoren erfolgt, wobei dass Ermitteln des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß den empfangenen Negativ-Druckwellensignalen und dem ermittelten Leckage-Ort erfolgt, wobei ein Ableiten des Drucksignals am Leckage-Ort anhand eines linearen Modells, bei dem sich der Fluiddruck entlang der Pipeline linear ändert, sowie auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale an den mindestens zwei Drucksensoren und der Abstände vom Leckage-Ort zu den mindestens zwei Drucksensoren erfolgt; Ermitteln einer Leckagerate während eines Leckagezeitraums auf der Grundlage des Drucksignals am Leckage-Ort gemäß einem Leckagemodell; wobei ein Erhalten der Flankeninformationen des Drucksignals am Leckage-Ort im zeitlichen Verlauf erfolgt, wobei ein Unterteilen des Leckagezeitraums in eine Vielzahl von Zeitabschnitten gemäß den Flankeninformationen erfolgt und wobei ein Ermitteln der Leckagerate in jedem Zeitabschnitt gemäß dem Leckagemodell erfolgt und Ermitteln des Leckagevolumens des Fluids in der Pipeline auf der Grundlage der Leckagerate und des Leckagezeitraums, wobei das Ermitteln des Leckagevolumens des Fluids in der Pipeline auf der Grundlage der Leckagerate aufweist: Addieren der Leckagevolumen in jedem Zeitabschnitt, wodurch das Gesamt-Leckagevolumen während des Leckagezeitraums erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Drucksensoren die beiden Drucksensoren mit dem geringsten Abstand zum Leckage-Ort sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen der Negativ-Druckwellensignale des Weiteren das Verarbeiten der gelesenen Negativ-Druckwellensignale durch einen Tiefpassfilter aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ermitteln der Leckagerate während eines Leckagezeitraums aufweist: Ermitteln der Leckagerate gemäß einem proportionalen Leckagemodell als ein Wert, der proportional zur Druckintensität am Leckage-Ort ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln der Leckagerate in jedem Zeitabschnitt mindestens einen der folgenden Schritte aufweist: Ermitteln der Leckagerate gemäß dem Verhältnis der stabilen Druckintensität in jedem Zeitabschnitt zu einer bestimmten Druckintensität; Abschätzen der Leckagerate gemäß der stabilen Druckintensität in jedem Zeitabschnitt und gemäß einer Fluidfunktion; Ermitteln der Leckagerate durch Bezugnahme auf eine Abfragetabelle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, des Weiteren aufweisend: Bereitstellen einer Modellbibliothek, die verschiedene Leckagemodelle und Optionen von Leckagemodellen aufweist, über eine geeignete Schnittstelle an Benutzer; und Empfangen der von Benutzern über die Schnittstelle vorgenommenen Auswahl von Leckagemodellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, des Weiteren aufweisend: Empfangen der von Benutzern ausgewählten zu den Leckageinformationen zugehörigen Variablen auf der Grundlage der vorgenommenen Auswahl von Leckagemodellen.
Vorrichtung zum Ermitteln eines Leckagevolumens von Fluid in einer Transport-Pipeline, aufweisend: eine Signalempfangseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Negativ-Druckwellensignale empfängt, die von mindestens zwei in der Pipeline angeordneten Drucksensoren detektiert werden; eine Druckermittlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß den Negativ-Druckwellensignalen ein Drucksignal an einem Leckage-Ort ermittelt, wobei die Druckermittlungseinheit ein Ortsermittlungsmodul aufweist, das so konfiguriert ist, dass es den Leckage-Ort auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale ermittelt, wobei die Druckermittlungseinheit ein Druckermittlungsmodul aufweist, das so konfiguriert ist, dass es das Drucksignal am Leckage-Ort gemäß den empfangenen Negativ-Druckwellensignalen und dem ermittelten Leckage-Ort ermittelt, wobei das Druckermittlungsmodul so konfiguriert ist, dass es das Drucksignal am Leckage-Ort anhand eines linearen Modells, bei dem sich der Fluiddruck entlang der Pipeline linear ändert, sowie auf der Grundlage der Negativ-Druckwellensignale an den mindestens zwei Drucksensoren und der Abstände vom Leckage-Ort zu den mindestens zwei Drucksensoren ableitet; eine Ratenermittlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie gemäß einem Leckagemodell eine Leckagerate während eines Leckagezeitraums auf der Grundlage des Drucksignals am Leckage-Ort ermittelt, wobei die Ratenermittlungseinheit so konfiguriert ist, dass sie gemäß einem proportionalen Leckagemodell die Leckagerate als einen Wert ermittelt, der proportional zur Druckintensität am Leckage-Ort ist; und eine Volumenermittlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Leckagevolumen des Fluids in der Pipeline auf der Grundlage der Leckagerate und des Leckagezeitraums ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die mindestens zwei Drucksensoren die beiden Drucksensoren mit dem geringsten Abstand zum Leckage-Ort sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Signalempfangseinheit des Weiteren so konfiguriert ist, dass sie die gelesenen Negativ-Druckwellensignale durch einen Tiefpassfilter verarbeitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Ratenermittlungseinheit aufweist: ein Flankenermittlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es die Flankeninformationen des Drucksignals an einem Leckage-Ort im zeitlichen Verlauf erhält; ein Zeitabschnitt-Unterteilungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es den Leckagezeitraum gemäß den Flankeninformationen in eine Vielzahl von Zeitabschnitten unterteilt; und ein Ratenermittlungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es die Leckagerate in jedem Zeitabschnitt gemäß dem Leckagemodell ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Ratenermittlungsmodul so konfiguriert ist, dass es mindestens einen der folgenden Schritte durchführt: Ermitteln der Leckagerate gemäß dem Verhältnis der stabilen Druckintensität in jedem Zeitabschnitt zu einer bestimmten Druckintensität; Abschätzen der Leckagerate gemäß der stabilen Druckintensität in jedem Zeitabschnitt und gemäß einer Fluidfunktion; Ermitteln der Leckagerate durch Bezugnahme auf eine Abfragetabelle.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Volumenermittlungseinheit so konfiguriert ist, dass sie die Leckagevolumen in jedem Zeitabschnitt addiert, wodurch das Gesamt-Leckagevolumen während des Leckagezeitraums erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, des Weiteren aufweisend: eine Modellbibliotheks-Bereitstellungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einem Benutzer über eine geeignete Schnittstelle verschiedene Leckagemodelle und Optionen von Leckagemodellen bereitstellt; und eine Modellauswahl-Empfangseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die von Benutzern über die Schnittstelle vorgenommene Auswahl von Leckagemodellen empfängt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, des Weiteren aufweisend: eine Modelldefinition-Empfangseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die von Benutzern vorgenommene Definition von Leckagemodellen empfängt.
Computerprogramm, das Programmcode umfasst, der so gestaltet ist, dass er alle Schritte der Ansprüche 1 bis 7 durchführt, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.