DE2400641A1 - Verfahren und einrichtung zum feststellen und orten eines spontanen lecks oder leitungsbruches zwischen zwei ueberwachungsstationen in einer fluessigkeit unter druck fuehrenden rohrleitung - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum feststellen und orten eines spontanen lecks oder leitungsbruches zwischen zwei ueberwachungsstationen in einer fluessigkeit unter druck fuehrenden rohrleitung

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Description

Verfahren und Einrichtung zum Feststellen und Orten eines spontanen Lecks oder Leitungsbruches zwischen zwei Überwachungsstationen in einer Flüssigkeit unter Druck führenden Rohrleitung.
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden Anmeldung in den Vereinigten Staaten Serial No. 325 046 vom 19· Januar 1973 beansprucht.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feststellen und Orten eines spontanen Lecks oder Leitungsbruches zwischen zwei Überwachungsstationen in einer Flüssigkeit unter Druck führenden Rohrleitung sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Sie beruht darauf, dass in einer Rohrleitung, welche Flüssigkeit unter Druck wie z.B. Erdölprodukte führt, ein plötzliches Leck oder ein Leitungsbruch von einem raschen Druckabfall begleitet wird, der sich von der Leck- oder Druckstelle aus in Form einer negativen Druckwelle fortplanzt. Solche negativen Druckwellen durchlaufen die strömende Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit, welche der Schallgeschwindigkeit in der Flüssigkeit entspricht.
Es sind bereits Druckwellen zur Feststellung und Ortung der Lage von Rohrleitungsbrüchen benutzt worden. Dabei wurde
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_ ρ —
in der Ermittlungseinrichtung aber eine Druckdifferenzmessmethode verwendet, welche ein vom Druck des beweglichen Mediums betätigtes Glied, wie z.B. eine Membran, zwischen zwei geschlossenen Mediumkammern aufwies. Die eine dieser Kammern stand in unmittelbarer kommunizierender Verbindung mit der Rohrleitung, die andere mit einem Bezugs- oder Pufferbehälter. Der Behälter wiederum stand in kommunizierender Verbindung mit der Rohrleitung über ein Rückschlagventil, das von einer die Strömung drosselnden öffnung überbrückt war, so dass positiver Druck an die zweite Kammer angelegt wurde und der normale Leitungsdruck in dem Behälter herrschte. Im Falle eines plötzlichen Abfallens des Leitungsdruckes wurde ein Druckdifferential zwischen der Leitung und dem Behälter sowie zwischen den Mediumkammern erzeugt, und dieses Differential wurde durch den Druckmesser festgestellt. Die Ortung des Lecks oder der Leitungsbruchstelle wurde durch Vergleich der Ablesungen von Druckmessern an den verschiedenen längs der Leitung angeordneten Stationen ermittelt.
Dies führte zwar unter bestimmten Bedingungen zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Jedoch waren dabei ein Bezugsbehälter, ein Differentialdruckmesser, eine Drosselöffnung und ein Rückschlagventil an jeder Überwachungsstation erforderlich. Der Bezugsbehälter ist platzraubend, und das System arbeitet nicht einwandfrei, wenn die Drosselöffnung oder die Leitungsverbindungen für das Medium ganz oder teilweise durch gefrorene oder verfestigte Flüssigkeit oder sonstige Fremdstoffe versperrt waren. Ausserdem erzeugen TemperaturSchwankungen zwischen der Rohrleitung und dem Bezugsbehälter Druckdifferenzen und verursachen Ungenauigkeiten. Solche Systeme sind für Schwankungen des Leitungsdrucks in weiten Grenzen ungeeignet, und da sie
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im wesentlichen auf der Punktion mechanischer Teile beruhen, sind sie auch gewissen Reibungseinflüssen ausgesetzt, welche zusätzliche Ungenauigkeiten verursachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Nachteile zu vermeiden oder ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die besonders zuverlässig und einfach wirken, keinen Reibungseinflüssen unterliegen und sehr empfindlich reagieren.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Überwachungsstation ein elektrisches Signal erzeugt wird, das dem Flüssigkeitsdruck in der Rohrleitung an der Station entspricht, dass ausserdem ein dem Normaldruck der Flüssigkeit in der Rohrleitung an der Station entsprechendes Bezugssignal an jeder Überwachungsstation gebildet wird, dass an jeder Überwachungsstation das elektrische Signal und das Bezugssignal verglichen werden, ein spontanes Leck oder ein Rohrleitungsbruch als eine Änderung des elektrischen Signals gegenüber dem Bezugssignal an jeder Überwachungsstation festgestellt wird, sobald die damit verbundene Druckabnahme die Station erreicht, und Signale von der Überwachungsstation zu einer Empfangsstation übertragen werden, sobald das Leck oder der Rohrleitungsbruch an den Überwachungsstationen festgestellt wird, wobei die übertragenen Signale zeitlich gegeneinander um einen Betrag verschoben sind, der dem Ort des Lecks oder Leitungsbruches, bezogen auf die Überwachungsstationen, entspricht.
Durch die Erfindung wird also ein elektronisches System und Verfahren zur Feststellung und Ortung eines spontanen Lecks oder Leitungsbruches in einer Rohrleitung aus den durch das Leck oder den Leitungsbruch hervorgerufenen negativen Druckwel-
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le geschaffen. An jeder Überwachungsstation wird ein elektrisches Signal erzeugt, das dem Leitungsdruck in der Rohrleitung an der Station entspricht, und es wird ein Bezugssignal, das dem Normaldruck in der Leitung entspricht, aus dem elektrischen Signal gebildet. Ein Leck oder Leitungsbruch ist durch eine Änderung des elektrischen Signals, bezogen auf das Bezugssignal, an jeder Station festgestellt, wenn die negative Druckwelle die Station erreicht. Solche Signale werden von zwei oder mehreren Überwachungsstationen nach einer Empfangsstation übertragen, wo sie dazu dienen, die Lage der Fehlerstelle festzustellen und zu orten. Die empfangenen Sendesignale sind zeitlich gegeneinander um eine Spanne verschoben, welche dem Ort des Lecks oder der Bruchstelle, bezogen auf die Überwachungsstationen, entspricht, und somit kann der Ort der Fehlerstelle an der Empfangsstation aus dem Zeitintervall zwischen den Sendesignalen, dem bekannten Abstand zwischen den Überwachungsstationen und der Schallgeschwindigkeit der Flüssigkeit bestimmt werden. Bei einxer bevorzugten Ausführungsform ändern sich die zu der Empfangsstation gesendeten Signale stetig mit der Differenz zwischen den Bezugssignalen und den elektrischen Signalen, während bei einer zweiten Ausführungsform die Signale nur übertragen werden, wenn das elektrische Signal sich von dem Bezugssignal um einen vorbestimmten Betrag unterscheidet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 das Schema einer Ausführungsform eines Lecküberwachungssystems gemäss der Erfindung.
Fig. 2 zeigt das Schaltschema einer Ausführungsform eines Druckabfalldetektors zur Verwendung bei dem System nach Fig. 1.
A 0 9 8 3 1 / 0 3 0 9
Pig. 3 ist eine schematische Darstellung bei einer Rohrleitung mit ungleichen Abständen zwischen den Überwachungsstationen.
Fig. 4 zeigt das Schaltschema der Ausführungsform eines Pegeldetektors zur Verwendung in Verbindung mit dem Druckabfalldetektor von Fig. 2 bei dem System von Fig. 1.
Fig. 1 veranschaulicht die Erfindung in Verbindung mit einer Rohrfernleitung 10 für eine Flüssigkeit wie Rohöl oder andere Erdölprodukte. In solchen Rohrleitungen wird die Flüssigkeit im allgemeinen durch mit der Leitung verbundene Pumpen bewegt. Die Pumpen halten die Flüssigkeit unter statischen Brücken, die etwa zwischen 14 und 84 ap betragen können.
Längs der Rohrfernleitung sind an verschiedenen Stellen mit Abstand voneinander Überwachungsstationen 11 bis 13 vorgesehen. Es ist zwar nur ein Abschnitt der Leitung gezeigt, jedoch ist dies so zu verstehen, dass gleichartige Stationen längs der übrigen Teile der Rohrleitung vorhanden sind. Die Überwachungsstationen können in beliebigen Abständen voneinander liegen, sie sollen jedoch dicht genug beieinander angeordnet sein, so dass die von einem spontanen Leck oder Leitungsbruch hervorgerufene negative Druckwelle mindestens zwei vorzugsweise aber drei Stationen erreicht, bevor sie von der Flüssigkeit völlig gedämpft wird. Aus diesem Grunde liegt der maximale Abstand zwischen den Stationen vorzugsweise in der Grössendordnung von etwa 16 bis 26 km., Die zur Bestimmung des Orts eines Lecks oder Leitungsbruchs erforderlichen Berechnungen können etwas vereinfacht werden, wenn die Überwachungsstationen
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gleiche Entfernungen voneinander haben. Bei einer typischen Ausführungsform sind die Stationen 19 3 3 km voneinander entfernt .
Die Überwachungsstationen 11 bis 13 (Fig. 1) enthalten je einen elektronischen Druckabfalldetektor 14 und einen elektronischen Prequenzversetzungs-Tonsender 16. Der Druckabfalldetektor ist in Fig. 2 und 3 dargestellt und nachstehend im einzelnen erläutert. Der Frequenzversetzungs-Tonsender kann von gebräuchlicher Ausbildung sein. Er erzeugt ein Ausgangssignal in Form einer fortlaufenden WeIIe3 das gegenüber einer Mittenfrequenz um einen Betrag in seiner Frequenz verschoben ist, der durch ein Eingangssignal bestimmt wird, das an den Sender durch den Druckabfalldetektor angelegt wird.
Die Signale aus den Sendern werden an einer Empfangsstation 18 überwacht, die gewünsentenfalls entfernt von der Rohrleitung angeordnet sein kann. Die Empfangsstation enthält Frequenzvers et zungs -Tonempfänger 19, die mit den Sendern an den Überwachungsstationen 11 bis 13 durch Leitungen 21 bis 23 verbunden sein können. Dies können irgendwelche Leitungen üblicher Art sein, beispielsweise Telefonleitungen und können jede gewünschte Länge haben. Wenn jeder einzelne Sender auf einem unterschiedlichen Frequenzband arbeitet, können Multiplexverfahren angewendet werden, um sämtliche Signale über eine einzige Leitung zu übertragen. Es kann eine Telefonleitung niederen Grades verwendet v/erden, um die Signale von etwa 16 Überwachungsstationen auf dieser Grundlage zu verarbeiten. Wenn ein Multiplexverfahren und verschiedene Tonfrequenzen benutzt werden, kann ein einziger Empfänger mit auf die verschiedenen Tonfrequenzen ansprechenden Mitteln an der Empfangsstation verwendet
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werden.
Die Ausgangsklemmen der Empfänger an den Empfangsstationen sind mit einer Aufzeichnungseinrichtung, wie z.B. einem Mehrfachschreiber 24 verbunden. Dieser zeichnet die verschiedenen Signale auf einem bewegten Papierblatt oder dgl. auf, um eine sichtbare Anzeige und Aufzeichnung der Signale als Punktion der Zeit zu liefern. Die Signale können aber auch an andere Verarbeitungs- und/oder Aufzeichnungsgeräte angelegt werden, z.B. an ein Mehrkanal-Magnetbandgerät oder eine andere Datenspeichereinrichtung.
Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält der Druckabfalldetektor einen Druckwandler 31 von der Art mit veränderlichem Widerstand. Der Wandler steht in kommunizierender Verbindung mit der Rohrleitung, so dass sein Widerstand proportional dem Druck der Flüssigkeit in der Leitung ist. Ein geeigneter Wandler, der ein mit dem Abgreifer eines Potentiometers verbundenes Bourdonrohr aufweist, ist das Bournes-Modell 389 (Lieferant: Bourne-Ind., Riverside, Kalifornien/V.St.A.). Der Wandler ist über einen Widerstand 32 mit einer Spannungsquelle -V verbunden und liefert eine Ausgangsspannung, die dem Druck in der Leitung proportional ist. Das Signal aus dem Wandler wird an den nichtinvertierenden Eingang eines Arbeitsverstärkers 34 über ein Hochfrequenzfilter, bestehend aus einem Widerstand 36 und einem Kondensator 37» angelegt. Die Werte von Widerstand und Kondensator werden so gewählt, dass das gewünschte Signal durchgelassen und Rauschen oder andere Störungen von kurzer Dauer abgewiesen werden. Das Ausgangssignal aus dem Arbeitsverstärker wird mit dem invertierenden Eingang verbunden und der Verstärker hat einen Verstärkungsgrad im Wert von 1.
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Das Signal an dem Ausgang des Arbeitsverstärkers 34 ist eine dem Augenblickswert des Drucks der Flüssigkeit in der Rohrleitung proportionale Spannung.
Es ist ferner eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignals vorgesehen, das dem normalen oder durchschnittlichen Druck der Flüssigkeit in der Rohrleitung entspricht. Diese Einrichtung umfasst einen Kondensator 38, der mit dem Ausgang des Verstärkers 34 über einen Widerstand 39 verbunden ist und von dem Signal am Ausgang des Arbeitsverstärkers 34 geladen wird. Der Widerstand 39 ist vergleichsweise gross zu dem Kondensator 38j so dass die Spannung an dem Kondensator einer plötzlichen Veränderung des Drucksignalaugenblickswerts nicht folgt. Der Kondensator 38 ist mit dem nicht-invertierenden Eingang eines Arbeitsverstärkers 41 verbunden, und der Ausgang dieses Verstärkers ist mit dem invertierenden Eingang verbunden, um einen Grad der Spannungsverstärkung vom Wert 1 zu erhalten. Somit ist das Signal am Ausgang des ArbeitsVerstärkers 41 eine dem normalen oder durchschnittlichen Druck in der Rohrleitung proportionale Spannung.
Ferner ist eine Einrichtung zum Vergleichen des dem Augenblickwert des Drucks entsprechenden Signals am Ausgang des Arbeitsverstärkers 34 und des Bezugssignals am Ausgang des Arbeitsverstärkers 41 vorgesehen, deren Ausgangssignal der Differenz zwischen den beiden Signalen entspricht. Diese Einrichtung enthält einen Differentialverstärker 43 und einen Pufferverstärker 44. Der Ausgang des Arbeitsverstärkers 34 wird mit der negativen Eingangsklemme des Differentialverstärkers über einen Widerstand 46 verbunden, und der Ausgang des Arbeitsverstärkers 41 wird mit der positiven Eingangsklemme des Differen-
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tialVerstärkers über einen Widerstand 47 verbunden. Ein Widerstand 48 wird zwischen die positive Eingangsklemme und die gemeinsame geerdete Leitung gelegt. Der Pufferverstärker enthält einen NPN-Transistor 51, und der Ausgang des Differentialverstärkers 43 ist mit der Basis des Transistors 51 über einen Widerstand 52 verbunden. Ein Widerstand 53 ist zwischen dem Emitter des Transistors und der negativen Eingangsklemme des Differentialverstärkers angeordnet. Der Kollektor des Transistors ist mit einer Spannungsquelle +V über einen Widerstand 56, und der Emitter über einen Widerstand 57 mit Erde verbunden. Eine Diode 58 ist zwischen der Basis des Transistors und Erde angeordnet, um Signale, welche plötzlichen Druckzunahmen in der Rohrleitung entsprechen, zu beschneiden. Das Signal an dem Emitter des Transistors 51 ist eine Spannung, welche proportional der Differenz zwischen dem Druckaugenblickwert-Signal und dem Bezugsdrucksignal ist. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird dieses Ausgangssignal direkt an den Frequenzverset zungs-Tonsender angelegt.
Die Widerstände 46, 47 3 ^8 und 53 bilden ein Wertungsmesswerk für den Differentialverstärker und zugleich eine Einrichtung zum Einstellen der Empfindlichkeit des Systems. Bei einer Ausführungsform ist beispielsweise das Verhältnis der Wert des Widerstands 48 und des Widerstands 47 10 : 1, das Verhältnis des Widerstands 53 zum Widerstand 46 10 : 1 und der Gesamtverstärkungsgrad des Differentialverstärkers und des Puffers beträgt 10.
Im folgenden werden die Arbeitsweise und Anwendung des beschriebenen Geräts sowie das Verfahren gemäss der Erfindung beschrieben. Es sei zunächst angenommen, dass die überwachungs-
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. - ίο -
Stationen 11, 12 und 13 in gleichmässigen Abständen längs der Rohrleitung wie in Pig. I dargestellt verteilt seien. Der Druckwandler 31 an jeder Überwachungsstation erzeugt ein elektrisches Signal, das proportional dem Druck in der Rohrleitung an dieser Station ist. Solange der Druck konstant bleibt oder sich nur allmählich ändert, ist die Spannung am Kondensator 38 gleich der Spannung am Ausgang des Arbeitsverstärkers 34, und das Bezugssignal ist gleich dem Druckaugenblickswert-Signal. Bei dieser Lage ist der Ausgang des Differentialverstärkers 43 gleich 0, der Transistor 51 abgeschaltet, und der Ausgang des Falldruckdetektors gleich 0.
Im Fall einer plötzlichen Erhöhung des Drucks in der Rohrleitung nimmt das Druckaugenblickswertsignal am Ausgang des Arbeitsverstärkers 34 in der negativen Richtung schneller als das Bezugssignal am Ausgang des ArbeitsVerstärkers 41 zu und es erzeugt dabei eine negative Spannung am Ausgang des Differentialverstärkers 43. Diese negative Spannung wird durch die Diode 58 beschnitten, der Transistor 51 bleibt abgeschaltet, und der Ausgang des Detektors für negativen Druck bleibt gleich 0,
Im Falle eines plötzlichen Abfalls des Drucks in der Rohrleitung, wie er im Falle eines spontanen Lecks oder Leitungsbruehs auftreten würde, nimmt das Druckaugenblickswert-Signal am Ausgang des Arbeitsverstärkers 34 in der negativen Richtung schneller ab als das Bezugssignal am Ausgang des Arbeitsverstärkers 41. Der Differentialverstärker 43 liefert eine positive Ausgangsspannung, die proportional ist der Differenz zwischen dem Augenblickswertsignal und dem Bezugssignal. Der Transistor 51 beginnt nun leitend zu werden. Er erzeugt eine
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positive Ausgangsspannung, die gleichfalls proportional der Differenz zwischen dem Augenblickswert-Signal und dem Bezugssignal ist.
Bei einer Ausführungsform wird die Ausgangsspannung aus dem Transistor 51 direkt an den Ausgang des Frequenzversetzungs-Tonsenders 16 gelegt 3 und der Sender liefert ein Signal, das gegenüber einem Träger in seiner Frequenz um einen Betrag verschoben ist, welcher proportional ist der Abweichung des Rohrleitungsdruckes von seinem Normalwert. Somit enthalten die der Empfangsstation 18 zugelieferten Signale eine Information über die Amplitude eines Druckabfalls, und diese Information ist brauchbar zur Unterscheidung der Auswirkungen von Lecks und Leitungsbrüchen von anderen Störungen in der Rohrleitung.
Es sei nun angenommen, dass ein Leitungsbruch 59 in der Rohrleitung zwischen den Überwachungsstation 12 und 13 an einer Stelle auftritt, die näher an der Station 12 liegt. Sind die Stationen in gleichmässigen Abständen längs der Rohrleitung angeordnet, so erreicht die negative Druckwelle, die von der Bruchstelle ausgeht, die Station 12 zuerst, dann die Station 13 und schliesslich die Station 11. Wenn die Druckwelle von jeweils einer Station festgestellt wird, liefert der Sender an dieser Station ein Signal zu der Empfangsstation 18, wo die Signale von dem Blattschreiber 24 auf einem beweglichen Blatt aufgezeichnet werden. Die Signale sind gegeneinander zeitlich um einen Betrag versetzt, der der örtlichen Lage der Bruchstelle, bezogen auf die Überwachungsstationen, entspricht. Die ersten beiden an der Empfangsstation ankommenden Signale sind diejenigen aus den Überwachungsstationen 12 und 13. Sie zeigen an, dass der Bruch zwischen diesen Stationen aufgetreten ist. Die
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örtliche Lage der Bruchstelle ist gegeben durch die Beziehung
D-ct
d =
Dabei ist d der Abstand zwischen der Bruchstelle und der Überwachungsstation 12, D der Abstand zwischen den Überwachungsstationen 12 und 13, t der Zeitintervall zwischen dem Eintreffen der Signale von den Stationen 12 und 13 und c die Schallgeschwindigkeit in der in der Rohrleitung enthaltenen Flüssigkeit.
Bei ungleichem Abstand zwischen den Überwachungsstationen kann eine Zweitberechnungsart erforderlich werden, um die örtliche Lage eines spontanen Lecks oder Leitungsbruchs festzustellen. Fig. 3 zeigt eine Rohrleitung 60 mit Überwachungsstationen 6l bis 63 ähnlich den Stationen 11 bis 13·"Jedoch sind die Stationen 6l und 62 dichter aneinander gelegen als die Stationen 60 und 63· Es sei angenommen, dass ein Leitungsbruch zwischen den Stationen 62 und 63 an einer Stelle 66 auftritt, die näher an der Station 6l als an der Station 63 liegt. Die negative Druckwelle von dieser Bruchstelle aus kommt zuerst an der Station 62 und dann bei der Station 6l an. Zuletzt bei der Station 63. Da die ersten beiden Signale, die an der Empfangsstation eintreffen, von den Überwachungsstationen 62 und 6l herkommen, könnte es scheinen, dass die Bruchstelle zwischen diesen beiden Stationen liegt. Jedoch ergibt die Anwendung der Formel für die Bestimmung des Orts der Bruchstelle auf die Signale aus den Stationen 6l und.62 einen nicht eindeutigen Nullwert. Dieses Ergebnis bedeutet, dass die Bruchstelle entweder an der Station 62 oder zwischen den Stationen
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und 63 liegt. Der Fehlerort lässt sich aber durch Anwenden der Formel auf das Signal aus entweder der Station 6l oder der Station 62 und das Signal aus der Station 63 bestimmen.
Wenn ein Bruch an einer Stelle 67 eintritt, die dichter bei der Station 63 als bei der Station 61 liegt, kommen die beiden ersten Signale an der Empfangsstation aus den Stationen 62 und 63. Diese Signale zeigen korrekt an, dass der Bruch zwischen den Stationen 62 und 63 aufgetreten ist, und der Fehlerort kann durch eine einzige Rechnung bestimmt werden, die auf den Signalen aus diesen beiden Stationen beruht.
Fig. 4 zeigt einen Pegeldetektor, der in Verbindung mit dem Druckabfalldetektor Ik benutzt werden kann, um eine Unterscheidung gegenüber kleinen negativen Druckabfällen in der Rohrleitung zu schaffen. Der Pegeldetektor umfasst einen Schmitt Trigger, der einen Arbeitsverstärker 71 enthält. Der Ausgang aus dem Druckabfalldetektor ist mit dem invertierenden Eingang des Arbeitsverstärkers 71 über einen Widerstand 72 verbunden. Ein Widerstand 73 ist zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingang des Arbeitsverstärkers gelegt. Eine Bezugsspannung ist an den nicht invertierenden Eingang des Arbeitsverstärkers von einer Spannungsquelle +V mittels eines Spannungsteilers gelegt, der aus den Widerständen 76 und 77 besteht. Der Widerstand 77 ist variabel und stellt eine Einrichtung zum Einstellen des erforderlichen Eingangssignalpegels für die Zündung des Schmitt Triggers dar. Der Ausgang aus dem Arbeitsverstärker ist mit der Basis eines PNP-Transistors 79 über einen Widerstand 8l verbunden. Ein Vorspannwiderstand 82 ist zwischen die Basis des Transistors und Erde gelegt, und der Kollektor ist mit einer Spannungsquelle -V durch einen strombegrenzenden
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Widerstand 83 verbunden. Ein Widerstand 84 ist zwischen Emitter und Erde gelegt, und der Ausgang aus dem Pegeldetektor ist dem Emitter zugeführt. Dieser Punkt ist mit dem Eingang des Prequenzversetzungs-Tonsenders 60 verbunden.
Arbeitsweise und Benutzung der Ausführungsform mit dem Pegeldetektor sind kurz folgende:
Der Druckabfalldetektor arbeitet wie vorher und sein Ausgangssignal wird an den invertierenden Eingang des Arbeitsverstärkers 71 gelegt. Solange dieses Signal unter dem durch den variablen Widerstand 77 eingestellten Pegel bleibt, ist der Ausgang aus dem Arbeitsverstärker 71 positiv, und der Transistor 79 ist abgeschaltet. Bei abgeschaltetem, d.h. nicht stromleitenden, Transistor befindet sich dessen Emitter auf Erdpotential und der Ausgang des Pegeldetektors ist gleich Null. Wenn der Ausgang des Druckabfalldetektors den Pegel übersteigt, der mit dem Widerstand 77 eingestellt ist, so zündet der Schmitt Trigger und die Spannung am Ausgang des Arbeitsverstärkers 71 wird negativ. Diese negative Spannung bringt den Transistor 79 zur Sättigung und erzeugt eine konstante Ausgangsspannung an dem Emitter. Diese konstante Ausgangsspannung betätigt den Prequenzversetzungs-Tonsender, der wie vorher ein Signal an die Empfangsstation liefert. Nunmehr aber ist der Betrag der Frequenz Versetzung bestimmt durch das Signal aus dem Pegeldetektor und sie bleibt konstant, statt mit der Grosse des Druckabfalls zu schwanken. Diese feste Frequenzverschiebung ist besonders erwünscht, wenn die Signale aus mehr als einem Sender über eine einzige Leitung übertragen werden sollen. In diesem Falle lässt sic*h erreichen, dass der Pegeldetektor und der Sender an jeder Überwachungsstation eine unterschiedliche Frequenzverschiebung oder einen unterschiedlichen Ton hervorbringen,
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so dass die Station, aus der das Signal gesendet wird, von dem Ton an der Empfangsstation identifiziert werden kann.
Wenn der Pegeldetektor benutzt wird, kann an der Empfangsstation die örtliche Lage eines Lecks oder Leitungsbruches in derselben Weise wie vorher bestimmt werden. Nunmehr aber liefert das System zusätzlich eine Unterscheidung gegenüber Rauschen und sonstigen Störungen von kleinen Beträgen.
Die Erfindung hat vielerlei wichtige Ausführungsmöglichkeiten und Vorteile. Zum Beispiel ist sie empfindlicher und zuverlässiger als Systeme früherer Art, welche einen Differentialdruckmesser verwenden. Die Erfindung hat auch einen grösseren Arbeitsbereich als die Differentialmess-Systeme, und da die Erfindung mit elektronischen Mitteln arbeitet, ist ihre Apparatur kleiner und erfordert weniger Aufwand zur Wartung.
Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier beschriebenen und dargestellten Einzelheiten.
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Claims (12)

  1. - 16 Patentansprüche
    l.J Verfahren zum Peststellen und Orten eines spontanen""Lecks oder Leitungsbruches zwischen zwei Überwachungsstationen in einer Flüssigkeit unter Druck führenden Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Überwachungsstation ein elektrisches Signal erzeugt wird, das dem Flüssigkeitsdruck in der Rohrleitung an der Station entspricht, dass ausserdem ein dem Normaldruck der Flüssigkeit in der Rohrleitung an der Station entsprechendes Bezugssignal an jeder Überwachungsstation gebildet wird, dass an jeder Überwachungsstation das elektrische Signal und das Bezugssignal verglichen werden, ein spontanes Leck oder ein Rohrleitungsbruch als eine Änderung des elektrischen Signals gegenüber dem Bezugssignal an jeder Überwachungsstation festgestellt wird, sobald die damit verbundene Druckabnahme die Station erreicht, und Signale von den Überwachungsstationen zu einer Empfangsstation übertragen werden, sobald das Leck oder der Leitungsbruch an der Überwachungsstation festgestellt sind, wobei die übertragenen Signale zeitlich gegeneinander um einen Betrag verschoben sind, der dem Ort des Lecks oder Leitungsbruches, bezogen auf die Überwachungsstationen, entspricht .
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bezugssignal aus dem elektrischen Signal an jeder Überwachungsstation abgeleitet ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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    dass die gesendeten Signale entsprechend der Differenz zwischen den Bezugssignalen und den elektrischen Signalen an den jeweiligen Überwachungsstationen verschieden gross bemessen sind.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangssignal an jeder Überwachungsstation gebildet wird, dass eine der Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem elektrischen Signal entsprechende Grosse hat, dass der Pegel des Ausgangssignals an jeder Überwachungsstation überwacht und ein Signal von der Station gesendet wird, das Ausgangssignal an der Station einen vorbestimmten Pegel erreicht .
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale von den Überwachungsstationen durch Versetzen der Frequenz eines Trägers um einen Betrag, der der Differenz zwischen den Bezugssignalen und den elektrischen Signalen an den jeweiligen Überwachungsstationen entspricht, gesendet werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von jeder Überwachungsstation gesendete Signal um einen vorbestimmten Betrag seiner Frequenz versetzt wird, der für die verschiedenen Überwachungsstationen verschieden ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale an der Empfangsstation aufgezeichnet werden.
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  8. 8. Einrichtung zur Durchführung des "Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 1} dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Überwachungsstation eine Wandlereinrichtung zur Bildung eines elektrischen Signals, das dem Druck der Flüssigkeit in der Leitung dieser Station entspricht, eine Einrichtung zur Bildung eines Bezugssignals, das dem Normaldruck der Flüssigkeit in der Leitung an der Station entspricht, eine Einrichtung zum Vergleich des elektrischen Signals und des Bezugssignals und zur Bildung eines Ausgangssignals, welches der Differenz zwischen den Signalen entspricht sowie eine Einrichtung zum Senden der Signale von den Überwachungsstationen zu einer Empfangsstation in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen angeordnet sind, derart, dass die übertragenen Signale, welche einem Leck oder einem Leitungsbruch entsprechen, zeitlich um einen Betrag versetzt sind, der der örtlichen Lage des Lecks oder Leitungsbruches gegenüber den Überwachungsstationen entspricht.
  9. 9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die übertragenen Signale in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen verschieden gross bemessen sind.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Pegeldetektoreinrichtungen zum überwachen des Ausgangssignals an jeder Überwachungsstation und zum Veranlassen der Sendung eines Signals, wenn das Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
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    dass die Einrichtung zum Senden der Signale von den Überwachungsstationen zu der Empfangsstation einen Frequenzverset zungs-Tonsender an jeder Überwachungsstation und mindestens einen Frequenzversetzungs-Tonempfänger an der Empfangsstation umfasst.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Empfangsstation eine Einrichtung zum Aufzeichnen der Signale aus den Überwachungsstationen vorgesehen ist.
    IJ. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Bildung eines Bezugssignals einen Kondensator aufweist, der so angeordnet ist, dass er in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal aufgeladen werden kann.
    409831/0309
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