DE19617359A1 - Vorrichtung zur Detektion von Lecks in Einrichtungen, die organische Substanzen führen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion von Lecks in Einrichtungen, die organische Substanzen führen.

Bei Pipelines, die organische Substanzen, wie Erdöl oder Erd­ gas, führen, lassen sich Lecks durch Druck- und/oder Durch­ flußmessung detektieren. Kleinere Lecks, bei denen die aus­ tretenden Mengen in der Größenordnung von normalen Durchfluß­ schwankungen liegen, sind auf diese Weise nur schwer erfaß­ bar. Auch die Ortung von Lecks gestaltet sich schwierig.

In anders gelagerten Fällen, z. B. bei der Überwachung der Abdichtung einer Mülldeponie, sind die vorstehend genannten Detektionsverfahren nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst ein­ fache und für unterschiedliche, organische Substanzen führen­ de Einrichtungen geeignete Vorrichtung zur Detektion von Lecks anzugeben. In einem weiteren Schritt soll auch die Lokalisierung von Lecks ermöglicht werden.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebene Vorrichtung gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Schlauch wird ober- oder unterirdisch, z. B. längs einer zu überwachenden Pipeline oder flächig unter der Abdichtung einer Mülldeponie, verlegt. Während der Schlauch für Wasser undurchlässig ist, können je nach Art des für den Schlauch­ mantel verwendeten Kunststoffs im Falle eines Lecks in der zu überwachenden Einrichtung vorgegebene organische Komponenten in den Schlauch eindringen, wo sie von den Detektoren detek­ tiert werden. Die dabei von den Sensoren erzeugten Detektor­ signale werden über die elektrischen Leitungen im Inneren des Schlauches an eine Auswerteeinrichtung außerhalb des Schlau­ ches gemeldet. Als Schlauchmaterial kommen z. B. Polyethylen low density (PELD), Polyethylene very low density (PEVLD) oder andere Kunststoffe mit sehr kleinem kristallinen Anteil, z. B. Polypropylen (PP) oder Polyvinylchlorid (PVC), in Be­ tracht. Dabei ist die Manteldicke des Schlauchs möglichst klein, z. B. 0,1-1 mm, wobei ggf. der selektiv durchlässige Schlauchmantel durch einen flüssigkeitsdurchlässigen Innen­ schlauch gestützt wird.

Um die erfindungsgemäße Vorrichtung in Anpassung an unter­ schiedliche zu überwachende Einrichtungen flexibel zu gestal­ ten und eine einfache Verlegung der Vorrichtung sowie eine einfache Reparatur im Schadensfall zu ermöglichen, besteht der Schlauch vorzugsweise aus über miteinander durch Kupp­ lungsstücke verbindbaren Teilschläuchen, wobei die Kupplungs­ stücke Steckverbinder zur elektrischen Verbindung der elek­ trischen Leitungen in den jeweils miteinander verbundenen Teilschläuchen aufweisen.

Eine genaue Lokalisierung von Lecks wird in vorteilhafter Weise dadurch ermöglicht, daß jedem Sensor unmittelbar eine Signalverarbeitungseinrichtung zugeordnet ist, die in Abhän­ gigkeit von einem von dem Sensor erzeugten Sensorsignal ein Meldesignal mit einer den jeweiligen Sensor identifizierenden Kennung erzeugt und auf die elektrische Leitung schaltet. Die jeweils einen Sensor enthaltenden Schlauchabschnitte - im Falle des Aufbaus des Schlauchs aus Teilschläuchen sind dies vorzugsweise die einzelnen Teilschläuche - sind dabei in vor­ teilhafter Weise gegeneinander abgedichtet, um zu verhindern, daß sich eine in einen Schlauchabschnitt eindringende organi­ sche Komponente in dem Schlauch ausbreitet und auch von den Sensoren in den benachbarten Schlauchabschnitten detektiert wird.

Da im Falle eines Lecks, z. B. bei einer Pipeline, diese im Bereich der Schadens stelle freigelegt wird, ist es ohne wei­ teres möglich, dort auch den betreffenden Schlauchabschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung auszutauschen, zumal dieser von der ausgelaufenen Substanz, z. B. Erdöl, angegriffen und beschädigt sein kann. Alternativ ist es möglich, an den Ab­ dichtstellen der Schlauchabschnitte Ventile vorzusehen, um nach der Detektion eines Lecks eine Spülung des Schlauchs durch unter Druck stehendes Spülgas zu ermöglichen.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung an Orten verlegt, an denen z. B. natürliches Methan aufgrund von Verwesung oder Düngung auftreten kann, so kann es erforderlich sein, die Sensoren gegenüber Methan unempfindlich zu machen. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch ermöglicht, daß die Sensoren zur Einstellung ihrer Sensitivität und/oder Selektivität ge­ genüber der zu detektierenden Komponente über Stromversor­ gungsleitungen in dem Schlauch elektrisch beheizbar sind, so daß auf diesem Weg ihre Arbeitstemperatur einstellbar ist. Stören noch weitere Komponenten, so läßt sich sowohl die Se­ lektivität als auch die Sensitivität durch Beschichtung des Sensors anpassen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, von denen

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in prinzipieller Darstellung und

Fig. 2 ein Beispiel für einen Sensor mit nachgeordneter Signalverarbeitungseinrichtung zeigen.

Fig. 1 zeigt einen Schlauch 1, der aus mehreren Teilschläu­ chen 2, 3, 4 besteht, die an ihren Enden mit Kupplungsstücken 5 . . . 10 versehen sind und über diese miteinander verbunden sind. Der Schlauch 1 ist entlang einer hier nicht gezeigten, eine organische Substanz führenden Einrichtung, z. B. einer Pipeline, unterirdisch verlegt und besteht aus einem Kunst­ stoffmaterial, das für Wasser undurchlässig, aber für vorge­ gebene Komponenten der organischen Substanz durchlässig ist. Jeder Teilschlauch 2, 3, 4 enthält einen hier nicht gezeigten Sensor, z. B. einen Halbleitersensor mit einer reaktiven Oberfläche aus Galliumoxid, zur Detektion der in den Schlauch 1 eindringenden organischen Komponenten. Jeder Sensor ist zu­ sammen mit einer zugeordneten Signalverarbeitungseinrichtung in einem der beiden Kupplungsstücke, z. B. 7, 8, des jeweili­ gen Teilschlauchs, z. B. 3, angeordnet. Alle Sensoren und Si­ gnalverarbeitungseinrichtungen sind über elektrische Leitun­ gen 11, 12, 13 miteinander verbunden, die jeweils in den Teilschläuchen 2, 3, 4 von Kupplungsstücken benachbarter Teilschläuche über Steckverbinder miteinander verbunden sind. An den Verbindungsstellen 14, 15 sind die Teilschläuche 2, 3, 4 gegeneinander abgedichtet, wobei an den Abdichtstellen Überdruckventile oder über die elektrischen Leitungen 11, 12, 13 schaltbare Ventile vorhanden sein können. Nach Eindringen einer organischen Komponente in den Schlauch 1 kann dann die­ ser mittels eines Spülgases gereinigt werden, das unter Druck von einer Seite her in den Schlauch 1 eingeleitet wird. An einem Ende, hier an dem Kupplungsstück 5, sind der Schlauch 1 und die darin enthaltenen elektrischen Leitungen 11, 12, 13 an einer Auswerteeinrichtung 16 angeschlossen.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den Anschluß des in dem Kupp­ lungsstück 6 des Teilschlauches 2 enthaltenen Sensors 17 mit der nachgeordneten Signalverarbeitungseinrichtung 18 an der elektrischen Leitung 11. Das beim Eintritt einer organischen Komponente in den Teilschlauch 2 von dem Sensor 17 erzeugte Sensorsignal wird in der nachgeordneten Signalverarbeitungs­ einrichtung 18 in ein Meldesignal mit einer den Sensor 17 identifizierenden Kennung umgesetzt und auf die als Zwei­ drahtleitung ausgebildete elektrische Leitung 11 geschaltet. Die Leitung 11 ist an der Verbindungsstelle 14 über Steck­ verbinder 19, 20 mit der Leitung 12 des nächsten Teilschlau­ ches 3 verbunden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die­ nen die elektrischen Leitungen 11, 12, 13 sowohl zur Strom­ versorgung der daran liegenden Sensoren, z. B. 17, und Si­ gnalverarbeitungseinrichtungen, z. B. 18, als auch zur Über­ tragung der von den Signalverarbeitungseinrichtungen, z. B. 18, abgegebenen Meldesignale an die Auswerteeinrichtung 16. Außerdem werden über die Leitungen 11, 12, 13 die einzelnen Sensoren, z. B. 17, zur Einstellung ihrer Arbeitstemperatur elektrisch beheizt. Anstelle der gezeigten Zweidrahtleitungen können auch Leitungen mit unterschiedlichen Adern für die Stromversorgung und die Übertragung der Meldesignale ver­ wendet werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Detektion von Lecks in Einrichtungen, die organische Substanzen führen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß außerhalb der Einrichtung in ihrer Nähe ein Schlauch (1) verlegt ist, dessen Schlauchmantel selektiv zumindest für eine Komponente der organischen Substanz durchlässig ist,
• - daß in dem Schlauch (1) für die zumindest eine Komponente sensitive Sensoren (17) in Längsrichtung des Schlauches (1) voneinander beabstandet angeordnet sind und
• - daß die Sensoren (17) innerhalb des Schlauchs (1) durch elektrische Leitungen (11, 12, 13) miteinander in Verbin­ dung stehen und an einer Auswerteeinrichtung (16) außerhalb des Schlauchs (1) angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schlauch (1) einen dünnen, selektiv durch­ lässigen Außenmantel und einen diesen stützenden, flüssig­ keitsdurchlässigen Innenmantel aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß der Schlauch (1) aus über miteinander durch Kupplungs­ stücke (5 . . . 10) verbindbaren Teilschläuchen (2, 3, 4) be­ steht und
• - daß die Kupplungsstücke (5 . . . 10) Steckverbinder (19, 20) zur elektrischen Verbindung der elektrischen Leitungen (11, 12, 13) in den jeweils miteinander verbundenen Teilschläu­ chen (11, 12, 13) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedem Sensor (17) unmittelbar eine Signalverarbeitungseinrichtung (18) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit von einem von dem Sensor (17) erzeugten Sensor­ signal ein Meldesignal mit einer den jeweiligen Sensor (17) identifizierenden Kennung erzeugt und auf die elektrischen Leitungen (11, 12, 13) schaltet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß jeweils einen Sensor enthaltende Schlauchabschnit­ te (11, 12, 13) gegeneinander abgedichtet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Abdichtstellen Ventile vorhanden sind, um eine Spülung des Schlauches (1) zu ermöglichen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoren (17) zur Ein­ stellung ihrer Sensitivität und/oder Selektivität gegenüber der zu detektierenden Komponente über Stromversorgungsleitun­ gen in dem Schlauch (1) elektrisch beheizbar sind.